毫米波頻段多通訊應用之超寬頻天線設計

Abstract

本論文提出毫米波頻段多通訊應用的超寬頻天線，操作頻率為24 GHz-72 GHz，其中的28/38 GHz主要為第五代通信系統使用、45 GHz給基於IEEE802.11aj標準的無線區域網絡，而57 GHz- 64 GHz 為全球免執照的WiGig系統。論文架構主要分為兩部分，第一部分提出超寬頻的韋瓦第天線，特色為線極化且頻寬非常的寬、具有高指向性且可以透過印刷電路板來製作，其高增益也可以彌補在毫米波頻段中由於空氣傳播所造成的嚴重損耗。本論文以平衡對稱的韋瓦第天線為基礎，透過非對稱切割不必要的基板來修正韋瓦第天線本身波束偏移的問題以及在天線臂上蝕刻槽孔來增進天線在低頻部分的頻寬。第二部分為超寬頻的螺旋天線，其特性為頻寬非常的寬，且具有圓極化的特性，圓極化天線可以減少因發射天線和接收天線之間未對準引起的極化失配損失，以及抑制來自地面和周圍物體反射信號引起的多徑干擾，為了使螺旋天線從雙向輻射變為單向輻射，來符合大多數的通訊應用，本論文在螺旋天線背面加上了一個金屬空腔以及吸波材料。論文中包含上述兩部分的文獻探討、設計流程、模擬結果、量測與討論。