第三章 平面印刷式超寬頻天線
3.2 平面印刷式碎形天線
3.2.2 實驗與量測結果…
在此節我們將把碎形天線實際製作於電路板上，之後再量測反射損失(S11) 及輻射場型，再比較量測與模擬結果之間的相異性。而我們製作時所使用的材質 與上節領結天線同為RO4003 板，厚度 0.508mm，介電常數 3.38。圖 3-20 與表 3-1 為碎形天線的結構與各重要參數的數值，而我們加入的一階、二階及三階自
圖 3-22 碎形天線實際製作圖，左右兩圖各為基板上下兩平面圖
圖 3-23a 平面印刷式碎形天線在頻率為 3GHz 及 5GHz 時的 yz 平面的場型
圖3-23b 平面印刷式碎形天線在頻率為 7GHz 及 9GHz 時 yz 平面的場型
圖3-24a 平面印刷式碎形天線在頻率為 3GHz 及 5GHz 時 xy 平面的場型
圖3-24b 平面印刷式碎形天線在頻率為 7GHz 及 9GHz 時 xy 平面的場型
圖3-25a 平面印刷式碎形天線在頻率為 3GHz 及 5GHz 時 xz 平面的場型
圖3-25b 平面印刷式碎形天線在頻率為 7GHz 及 9GHz 時 xz 平面的場型
圖 3-26 平面印刷式碎形天線 H-plane 之最大增益值隨頻率變化情形
3.2.3 效果評估
將碎形天線製作於印刷電路板不但降低了成本，方便於製作，更縮小了面 積。相較於前節所提出的平面印刷式領結天線，本節所提出的印刷式碎形天線在 面積不變的情況下，能將第一共振頻率往低頻移動而且也稍微改善了增益值。印 刷式碎形天線在H-plane 擁有一寬頻的全向性輻射場型，同時也保有製作簡單、
低成本、最佳化、輕量化、最小化及高整合度的優點。
第四章 適用於低頻段(3GHz~5GHz)平面印刷式超寬頻天線 (Printed Ultra-Wide-Band Antenna for Low Band )[9]
4.1 天線結構
在圖 4-1 可以知道天線結構包含了天線本身與共平面波導饋入結構。在天 線單元部分，其兩片不同長寬的金屬片分別控制低頻及高頻的共振頻率，也就是 說，長度較長的金屬片(28mm)控制低頻的共振頻率，而長度較短的金屬片 (20.5mm)控制高頻的共振頻率。圖 4-2 為其模擬出來的 S 參數，由圖中可以清楚 地知道低頻與高頻的共振頻率分別落在2.6GHz 及 4.06GHz，但對低頻來說，其 頻寬非常小，為了增大低頻的頻寬，我們把控制低頻部分較長的金屬片，
試著以緩變的形式替代之，如圖4-3 所示。模擬出來的 S 參數如圖 4-4 所示。
圖 4-2 平面印刷式超寬頻天線(3GHz~5GHz)S 參數
圖4-3 平面印刷式超寬頻天線(3GHz~5GHz)-緩變型
圖 4-4 平面印刷式超寬頻天線(3GHz~5GHz)-緩變型式之模擬 S 參數
圖 4-6 平面印刷式超寬頻天線(3GHz~5GHz)-緩變型式之實際製作圖
在場型方面，我們同樣也使用HP 8530A 量測天線的場型，放置的天線座 標如圖 4-6 所示。圖 4-7、圖 4-8、圖 4-9 分別表示為此寬頻天線分別在 3.3GHz、
3.7GHz、4.3GHz 及 4.7GHz 時的輻射場型。圖中實線部份表示 co-polarization 方向，虛線部份表示 cross-polarization 方向。
觀察 xz-plane，可以看出在 3GHz~5GHz 的頻段內幾乎都能維持良好的全向 性，且最大增益值(peak gain)均維持在 1 至 2.7dBi 左右。而圖 4-10 為 xz-plane 之最大增益值隨頻率變化的情形。
圖4-7 印刷式超寬頻天線在頻率為 3.3GHz 及 3.7GHz 時的 yz 與 xz 平面的場型
圖4-8 印刷式超寬頻天線在頻率為 4.3GHz 及 4.7GHz 時的 yz 與 xz 平面的場型
圖4-9 印刷式超寬頻天線在頻率為 3.3GHz、3.7GHz、4.3GHz 及 4.7GHz 時的 xy 平面的場型
圖4-10 印刷式超寬頻天線(3GHz~5GHz)-緩變型式 xz-plane 之最大增益值隨頻 率變化情形
4.3 效果評估
將超寬頻天線(3GHz~5GHz)製作於印刷電路 FR4 板材不但降低了成本，
製作簡單，更縮小了面積。此天線採用非對稱式的共平面波導饋入結構，其有較 低的輻射損耗和色散效應，而面積比一般共平面波導來的更小。此天線在
xz-plane 擁有一寬頻的全向性輻射場型，同時也保有低成本、最佳化、輕量化、
最小化及高整合度的優點。而天線兩不同長寬的金屬片分別控制低頻及高頻的共 振頻率，對於環境的變化具有非常有效的調節功能。
第五章 結論(Conclusions)
本論文主要致力於發展新穎的平面印刷式超寬頻天線(UWB Antenna)，並 控制其頻寬能夠符合FCC(Federal Communication Commission)所開放出來的頻 帶:3.1GHz~10.6GHz。在論文第三章中提出兩種平面印刷式超寬頻天線，分別為 領結形天線及碎形天線，他們都是以偶極圓錐形天線為基礎的結構。這兩種天線 都具有UWB 的寬頻特性，且 H-plane 均能維持在一寬頻(3GHz~8GHz)的條件下 能有全向性的輻射場型，唯在8GHz 以上的 H-plane 輻射場型較差。使用印刷式
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