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1.1 工程背景及動機

近年來個人無線通訊的發展極為快速,舉凡手機通訊、無線區域網路 等,都越來越普及於我們的日常生活中。不論是家庭用戶、公共區域或者 是企業都需要有區域網路的佈建,然而有線區域網路的佈建往往必須一次 佈建完成,因此一些臨時性的需求即無法滿足,而大大的增加有線區域網 路佈建的困難度。而近幾年來無線區域網路(WLAN)的出現,不僅降低了傳 統有線區域網路佈建的不方便性,也增加了我們使用上的便利性;因為有 了無線區域網路,所以使用者可隨時隨地的克服環境限制不受纜線束縛而 自由享受上網的樂趣及方便。美國電機與電子工程師學會(IEEE)也將有關 無線區域網路相關的協定規範在 802.11 中。

802.11b 為發展最早的無線區域網路標準,也是如今普及最廣且技術已很 成熟的無線區域網路規格,802.11b 工作頻段在 2.4 GHz(2.4 GHz~2.4835 GHz),其最大能提供的傳輸速率為 11 Mbps。而天線在無線通訊系統射頻端中 是一很重要的元件,在很多文獻中也特別針對於 2.4GHz 的頻段設計天線,如 鉤狀天線(hook-like antenna)[2]、單極天線[3]、以及廣泛使用的倒 F 形天 線[4]-[6],這些天線都有尺寸小、容易製作、以及低成本的優點,且這些天 線的輻射場型都接近全向性,所以很適合用於無線網路系統中。然而隨著無線 網路應用的快速發展,對於傳輸資料的安全性要求越來越重視,傳輸資料量也 越來越多,802.11b 的 11 Mbps 傳輸速率則略顯不足。802.11a 的出現在某種 程度上則解決了此問題,802.11a 最大能提供 54 Mbp 的傳輸速率,其操作頻 段位於在 5 GHz (5.15~5.35 GHz/5.725~5.825 GHz)的頻段上。802.11a 和 802.11b 因為頻段不同,而使得兩者訊號的相容性較低,因此 802.11g 即應運 而生。802.11g 工作的頻段與 802.11b 相同,同樣位於免費的 2.4 GHz 頻段,

但傳輸速度則可與 802.11a 一樣達 54 Mbps,比 802.11b 的 11 Mbps 快,但隨 著網路資訊量的爆炸成長,802.11g與 802.11a 的傳輸速率已不符使用。美國 電機與電子工程師學會之 802.11n,傳輸速度理論值為 300Mbit/s,此項新標 準比 802.11b 快上 50 倍,而比 802.11g 快上 10 倍左右。802.11n 也將會比目 前的無線網路傳送到更遠的距離。同時 802.11n 增加了對於多輸入多輸出 (MIMO)的標準,使用多個發射和接收天線來允許在無線多路徑道,使更高的容

量,更好的覆蓋率和提高可靠性。根據薛南容量(Shannon Capacity)公式經過 此若要 802.11n 無線區域網路系統,就必須有同時匹配於 2.4~2.5 GHz、5~6 GHz 的 雙 頻 天 線 , 並 且 在 小 體 積 中 的 多 支 天 線 也 必 須 要 有 良 好 的 隔 離 度 (Isolation)。近幾年來有很多的文獻設計出各式各樣操作在 2.45 GHz 與 5 GHz 的雙頻天線。在這些設計中,他們都有尺寸小、製作簡單、成本低、且易與平 求愈高愈好,同時也要有良好的輻射增益,應用於 Universal Serial Bus (USB) 介面的無線網路卡上,且此天線可以在印刷電路板上實現以節省成本。因此本

1.2 章節內容簡介

本論文共分為五個章節。第一章為導論,說明本論文研究的相關背景及動 機。在第二章中,則對本論文中雙頻天線所用到的倒 L 形單極天線和四分之一 波長諧振器做相關基本理論簡單的描述。而第三章主要在敘述本論文中所提出 的雙頻天線的架構、設計方法、以及實作量測結果,做定性的分析。第四章中 探討隔離度之問題與改善的方法,最後於第五章為結論,說明本論文的結果與 心得討論。

第二章 倒L形天線及四分之一波長諧振器基本原理

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