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研究生:林皓揚
研究生(外文):LIN,HAO-YANG
論文名稱:四路雙頻功率分配器
論文名稱(外文):Quad-way of dual band Power divider
指導教授:陳一鋒彭嘉美
指導教授(外文):Chen, I-FongPeng, Chia-Mei
口試委員:蕭富仁彭嘉美陳一鋒
口試委員(外文):Hsiao, Fu-RenPeng, Chia-MeiChen, I-Fong
口試日期:2020-05-29
學位類別:碩士
校院名稱:景文科技大學
系所名稱:電腦與通訊系碩士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:52
中文關鍵詞:威爾金森功率分配器傳輸線雙頻N路功率分配器
外文關鍵詞:Wilkinsonpower dividertransmission linedual-bandN-way
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本文提出Wi-Fi雙頻(2400-2500MHz、5150-5850MHz)之四路功率分配器。本文先將傳統二路威爾金森功率分配器在四分之一阻抗轉換傳輸線處設計為阻抗不連續,進而形成雙頻效應。並且透過奇、偶模分析,將二路功率分配器拓展為放射型的四路功率分配器。此四路雙頻功率分配器,在等功率分配器上的重要特性中,其功率均等分配、端口的阻抗匹配、輸出端埠的隔離度以及相位都有達到良好的效果。
最後本文利用電磁模擬與實作,交互驗證分析最終提出上述觀點與設計步驟,並將本文提出之功率分配器根據實證測試天線陣列增益,以及提出雙頻功率分配器與寬頻功率分配器差異之傳輸量看法。


This paper proposes a quad -way of power divider for Wi-Fi dual band. First, we use the quarter-impedance conversion transmission line of the Wilkinson power divider is designed to be discontinuous in impedance, thereby forming a dual- band effect. And analysis odd mode and even mode, the two-way power divider is expanded into a radial quad-way power divider. Among the important characteristics of the equal power splitter, its equal power, equal phase, port impedance matching and output port isolation all achieve good results.
目 錄
摘 要 i
ABSTRACT ii
致 謝 iii
目 錄 iv
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2文獻探討 2
1.3論文大綱 5
第二章 功率分配器基本原理及特性 6
2.1簡介 6
2.2傳輸線基本原理[5] 6
2.2.1傳輸線的電波傳播 7
2.2.2加載的無損傳輸線 8
2.3功率分配器基本原理[5] 9
2.3.1無損耗性T型接面功率分配器原理 10
2.4傳統威爾金森功率分配器[5] 11
2.4.1威爾金森功率分配器之設計原理 11
2.4.2偶對稱模態電路分析 12
2.4.3奇對稱模態電路分析 13
2.5功率分配器特性分析比較 15
第三章 設計與分析 16
3.1簡介 16
3.2雙頻四路功率分配器設計分析 17
3.2.1雙頻四路功率分配器之傳輸線特性阻抗分析 19
3.2.2隔離電阻分析 22
3.2.3小結 27
第四章 實測結果分析及改善 28
4.1簡介 28
4.2功率分配器實體製作 28
4.2.1功率分配器實體製作 28
4.2.2功率分配器實體製作改善 32
4.2.3功率分配器之均等能量分配實驗 36
4.3功率分配器之天線量測 37
4.3.1全電波暗室實驗室介紹 37
4.3.2輸出端埠天線實測結果分析 38
4.3.3天線陣列之方向性增益值探討 41
4.4傳統式T型接面功率分配器之饋入網路 46
第五章 結論 49
參考文獻 50


表目錄
表1.1功率分配器比較表 4
表2. 1功率分配器特性分析 15
表3.1 N路功率分配與能量分配比對照表 16
表3. 2雙頻功率分配器傳輸線L1與L2計算值 16
表3.3 Case1與Case2之S參數比較表 21
表3.4 S參數統計表 26
表4.1模擬與實測能量分配比值 30
表4.2 Proposed 實測能量分配表 33
表4.3各端埠能量測試表 35
表4.4 Type A天線方向性增益與效率表 42
表4.5 Type B天線方向性增益與效率表 43
表4.6功率分配器比較表 47


圖目錄
圖1.1無線熱點演進圖[14] 1
圖1.2功率分配器示意圖[1] 2
圖1.3功率分配器示意圖[2] 3
圖1.4雙頻功率分配器示意圖[3] 3
圖1.5雙頻功率分配器示意圖[4] 4
圖2.1一段微量長度傳輸線的等效電路與其電壓、電流的定義[5] 6
圖2.2具有負載的傳輸線[5] 8
圖2.3 T型接面功率分配器[5] 9
圖2.4無損耗性T型接面傳輸線模型[5] 10
圖2.5傳統威爾金功率分配器示意圖 11
圖2.6阻抗正規化的威爾金森功率分配器[5] 12
圖2.7以對稱面分為兩個獨立電路偶對稱電路[5] 12
圖2.8以對稱面分為兩個獨立電路奇對稱電路[5] 13
圖2.9威爾金森功率分配器之分析求出S11。(a)接隔離負載的威爾金森功率分配器;(b)依對稱性的兩個獨立電路[5] 14
圖3.1二路雙頻功率分配器架構[3] 15
圖3.2 Case1模擬尺寸圖 17
圖3.3 Case1折返損失(Return Loss)圖 17
圖3.4四路威爾金森功率分配器示意圖[5] 18
圖3.5偶模分析阻抗正規化四路威爾金森功率分配器 19
圖3.6四個獨立電路偶對稱電路 19
圖3.7 Case2尺寸圖 20
圖3.8 Case1與Case2之S參數折線圖 20
圖3.9偶模分析阻抗正規化四路威爾金森功率分配器 22
圖3.10四個獨立電路奇對稱電路 22
圖3.11四路雙頻功率分配器等效示意圖 23
圖3.12電阻50Ω之S參數圖 23
圖3.13折返損失電阻分析 24
圖3.14輸出端埠隔離度電阻分析 24
圖3.15能量分配比電阻分析 25
圖4.1 (a)Case1架構圖;(b)Case2架構圖 27
圖4.2 Case1、Case2折返損失圖 28
圖4.3 Case2(a)正面實體結構圖 (b)背面實體結構圖 28
圖4.4 Case2模擬與實測折返損失圖 29
圖4.5 Case2模擬與實測隔離度 29
圖4.6 Case2實測S參數能量分配比 29
圖4.7 Case2低頻輸出端埠實測相位圖 30
圖4.8 Case2高頻輸出端埠實測相位圖 30
圖4.9 Proposed (a)正面尺寸圖 (b)背面尺寸圖 31
圖4.10 Proposed (a)正面實體結構圖 (b)背面實體結構圖 31
圖4.11 Proposed模擬與實測折返損失圖 32
圖4.12 Proposed實測隔離度 32
圖4.13 Proposed實測能量分配比分析 33
圖4.14 Proposed低頻輸出端埠實測相位圖 34
圖4.15 Proposed高頻輸出端埠實測相位圖 34
圖4.16能量測試架設圖 35
圖4.17全電波暗室系統示意圖[10] 36
圖4.18單輸出實際量測架構圖 37
圖4.19單端埠折返損失圖 37
圖4.20全電波暗室實際架設圖 38
圖4.21單輸出端埠實際3D場型圖 38
圖4.22單輸出端埠輻射增益圖 39
圖4.23單輸出端埠輻射效率圖 39
圖4.24 Combined Gain天線陣列測試擺設圖 40
圖4.25天線陣列折返損失圖 41
圖4.26天線陣列全電波暗室架設圖 41
圖4.27 Type A實測3D場型 42
圖4.28 Type B實測3D場型 43
圖4.29方向性增益比較圖 44
圖4.30天線陣列輻射效率比較圖 44
圖4.31傳統T-Junction饋入網路[11] 45
圖4.32 T-Junction與Proposed折返損失比較圖 46
圖4.33 T-Junction能量分配比圖 46
圖4.34 T-Junction輸出端埠隔離度 47


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