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研究生:李讓
研究生(外文):LI, Rang
論文名稱:三頻獨立波束反射式陣列天線
論文名稱(外文):Tri-band and Independent-beam Reflectarray Antenna
指導教授:紀佩綾
指導教授(外文):Chi ,pei-ling
口試委員:張志揚孟慶宗吳霖堃
口試委員(外文):Chang, Chi-YangMeng, Chin-ChunWu, Lin-Kun
口試日期:2019-11-28
學位類別:碩士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:電信工程研究所
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:2019
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:天線陣列天線
外文關鍵詞:Unit CellReflectarray
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這論文設計的陣列天線是屬於小型的陣列天線,因為考慮到製作上的困難點以及無反射實驗室空間大小的限制,因此製作小型的陣列天線。
這研究操作的頻段為7.9GHz、10.9GHz、16GHz,而最終目的在於可以達到三個頻段分別形成獨立的波束,也就是說三個頻段的波束方向可以不一樣,在設計時的困難點在於需要考慮每個頻段之間的天線是否會互相影響,間接影響波束是否可以獨立成型。
三個頻段分別的波束方向以及增益大小,15度、15度、10度以及16.76dBi 、18.82dBi、19.54dBi,在模擬與量測之間幾乎接近,但會有些許的誤差,原因在於量測時校正的誤差以及使用黏膠的參數誤差,不過大致上是幾乎一致的。
In this thesis, this reflectarray antenna is a small array antenna, because of the difficulty in fabrication and the limitation of the size of the chamber space.
The frequency band of this research operation is 7.9 GHz, 10.9 GHz, and 16 GHz, and the ultimate goal is to form separate beam for each of three frequency bands, that is, the beam directions of the three frequency bands can be different, and the difficulty in design is that we must consider whether the antennas between each frequency band will affect each other, and indirectly affect whether the beams can be formed independently.
The beam direction and gain of the three frequency bands is 15 degrees, 15 degrees, 10 degrees, and 16.76dBi, 18.82dBi, 19.54dBi. There are almost close between the simulation and the measurement, but there is a little bit of error, because of the error of correction and the parameter error of the glue, however, they are almost identical.
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 iv
第一章 緒論 1
第二章 理論 2
2.1 天線基本原理 2
2.1.1 介紹 2
2.1.2 全向性天線與指向性天線 3
2.1.3 天線輻射場型 4
2.1.4 遠場與近場定義 5
2.2 天線參數 6
2.2.1 指向性(directivity) 6
2.2.2 增益 6
2.2.3 輻射效率 7
2.2.4 頻寬 8
第三章 號角天線(Horn Antenna) 9
3.1 介紹 9
3.2 運用 10
第四章 反射式陣列天線 11
4.1 介紹 11
4.1.1 側邊饋入陣列天線 11
4.1.2 反射式陣列天線 12
4.2 天線種類 13
4.3 優點與缺點 14
4.3.1 優點 14
4.3.2 缺點 15
4.4 波束合成分析 16
4.5 光程差分析與合成陣列天線 17
4.5.1 光程差 17
4.5.2 相位補償 18
4.5.3 合成陣列天線 19
第五章 三頻獨立波束反射式陣列天線 20
5.1 單元天線設計 20
5.1.1 選擇天線樣式發展過程 20
5.1.2 結構與尺寸 23
5.1.3 模擬設定 25
5.2 天線參數與反射相位變化 28
5.2.1 XL1參數與反射相位的變化曲線 28
5.2.2 dL1參數與反射相位的變化曲線 29
5.2.3 dL2參數與反射相位的變化曲線 30
5.3 入射角度與反射相位 31
5.3.1 XL1參數與入射角度 32
5.3.2 dL1參數與入射角度 32
5.3.3 dL2參數與入射角度 33
5.4 天線尺寸和反射相位 34
5.5 天線規格與實作圖 36
5.6 號角天線規格 37
5.7 號角天線與陣列天線 38
5.8 量測環境 39
5.9 模擬與量測結果數據 40
5.9.1 模擬二維輻射場型 41
5.9.2 模擬與量測二維輻射場型疊圖 42
5.9.3 模擬三維輻射場型 43
5.9.4 模擬與量測三維輻射場型疊圖 44
5.9.5 參數整理 45
5.10 與其他文獻之比較表格 46
第六章 結論與展望 48
參考文獻 49
[1] H. Hasani, C. Peixeiro, A. K. Skrivervik, and J. Perruisseau-Carrier, “Single-layer quad-band printed reflectarray antenna with dual linear polarization,” IEEE Trans. Antennas Propag, vol. 63, no. 12, pp. 5522–5528, Dec. 2015.
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Experimental Validation,” IEEE Transaction on Antennas and Propagation, VOL. 65, NO. 9, pp. 4595–4606, SEPTEMBER 2017.
[3] Z. Hamzavi-Zarghani and Z. Atlasbaf, “A single-layer multi-band reflectarray
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Efficiencies Using Phoenix Elements,” IEEE Transaction on Antennas and Propagation, VOL. 65, NO. 2, pp. 612–622, February 2017.
[8] M. R. Chaharmir, J. Shaker, N. Gagnon, and D. Lee, “Design of broadband, single layer dual-band large reflectarray using multi open loop elements,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 58, no. 9, pp. 2875–2883, Sep. 2010.
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[11] S.-W. Qu, Q.-Y. Chen, M.-Y. Xia, and X. Y. Zhang, “Single-layer dual band reflectarray with single linear polarization,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 62, no. 1, pp. 199–205, Jan. 2014.

[12] R. S. Malfajani and Z. Atlasbaf, “Design and implementation of a dualband single layer reflectarray in X and K bands,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 62, no. 8, pp. 4425–4431, Aug. 2014.
[13] Y. Chen, L. Chen, H. Wang, X. T. Gu, and X. W. Shi, “Dual-band crossed-dipole reflectarray with dual-band frequency selective surface,” IEEE Antennas Wireless Propag. Lett, vol. 12, pp. 1157–1160, 2013.
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[15] C. Han, C. Rodenbeck, J. Huang, and K. Chang, “A C/Ka dual frequency dual layer circularly polarized reflectarray antenna with microstrip ring elements,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 52, no. 11, pp. 2871–2876, Nov. 2004.
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[17] M. R. Chaharmir, J. Shaker, and H. Legay, “Dual-band Ka/X reflectarray with broadband loop elements,” IET Microw., Antennas Propag., vol. 4, no. 2, pp. 225–231, Feb. 2010.
[18] R. Deng, F. Yang, S. Xu, and M. Li, “Design of a single-layer dual band reflectarray using Phoenix elements,” in Proc. Asia–Pacific Microw. Conf., Nanjing, China, Dec. 2015, pp. 1–3.
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