臺灣博碩士論文加值系統

本論文為研製GPS雙頻圓極化天線,本篇主要分為5個章節,第一章介紹本論文研究動機與目的,一般市面上GPS天線為單一L1(1575MHz)搭配其他頻段(WIFI、3G/4G/5G、藍芽等)之應用,若能設計具有雙頻GPS圓極化設計,可增加應用層面及改善通過電離層之延遲[20]。第二章為GPS簡介及定位方式及微帶線理論。
第三章節為依公式推導所需之單頻天線之天線大小,並於天線面上增加截角設計,使單頻天線具圓極化效果,再藉由改變PCB厚度來增加頻寬,降低實做上之難度。
第四章利用槽孔(slot)結構之共振效應,於天線面上開2個槽孔(solt)產生2個或多個操作頻段,利用改變天線長寬、槽孔(slot)大小、移動槽孔位置(slot)位置及饋入點,尋找接近GPS L1(1575MHz)/L2(1227MHz)之操作頻段,再以背板上以數個開槽方式,改善軸比使其更接近圓極化。
最終藉由實做發現量測與模擬值,L2(1227MHz)頻段模擬值S參數最好為1227MHz,頻寬為11MHz，實做值S參數為12275MHz,頻寬為20MHz,偏移量約5MHz,L1(1575MHz)頻段模擬值S參數最好為1575MHz,頻寬為10MHz,實做值S參數為1585MHz,頻寬為27.5MHz,偏移量10MHz,經改變介質係數發現若介質係數從原本4.2改為4.17,可以更符合實作數值。

In this thesis,We study GPS dual-frequency circularly polarized antenna. This thesis has 5 chapters. The first chapter introduces the motivation and purpose of this paper,Generally,the GPS antenna on the market is a single L1 (1575MHz) with other frequency bands (WIFI, 3G/4G/5G, Bluetooth, etc.).If the antenna has dual-frequency GPS circular polarization,it can increase the application and improve the delay through the ionosphere [20]. The second chapter is GPS introduction, positioning method and microstrip line theory.
The third chapter is to derive the antenna size of a single-frequency antenna.
When the antenna surface is increased in truncated angle design，the single-frequency antenna has a circular polarization effect;
In order to reduce the difficulty of implementation，we change the thickness of the PCB to increase the bandwidth.
In Chapter 4, using the resonance effect of the slot structure, We open 2 slots on the antenna surface to generate 2 or more operating bands. We look for the operating band of GPS L1 (1575MHz) / L2 (1227MHz) by changing the length and width of the antenna,the size of the slot, the slot position and the feed point. Then we use several slots on the backplane to improve the axial ratio to make it closer to circular polarization.
Finally,by comparing the measurement and simulation data,the L2 (1227MHz) frequency band S parameter simulation data is preferably 1227MHz, the bandwidth is 11MHz,the measurement data is 12275MHz, the bandwidth is 20MHz,and the offset is about 5MHz;
The L1 (1575MHz) frequency band S parameter simulation data is preferably 1575MHz,the bandwidth is 10MHz,the measurement data is 1585MHz, the bandwidth is 27.5MHz, the offset is 10MHz, if the dielectric constant is changed from 4.2 to 4.17，the simulation data and The measured data can be more consistent.

摘 要 i
ABSTRACT ii
目錄 v
圖目錄 vii
表目錄 x
第一章 序論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 2
1.3 論文概述 4
第二章 GPS簡介與天線概論 5
2.1 GPS緣起 5
2.2 GPS定位原理 6
2.3 微帶線概論 8
2.3.1 微帶線介紹 8
2.3.2 微帶線種類 9
2.3.3 微帶線天線設計 10
2.4 天線理論 11
2.4.1 單極天線(monopole antenna) 12
2.4.2 極化與軸比 12
第三章 單頻圓極化天線設計與流程 15
3.1 微帶線公式推導與設計 15
3.2 設計流程探討 16
3.2.1 天線各參數探討 17
3.3 模擬分析 30
第四章 雙頻圓極化天線設計與流程 31
4.1 背景 31
4.2 設計流程 31
4.2.1 天線各參數探討 31
4.3 模擬分析 76
第五章 結論 79
參考文獻 80

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