本論文中所提出的天線是屬於共振型的雙頻天線，利用兩種不同的共振機 制，彼此互相耦合而達到同時匹配的結果；此兩種共振機制分別為傳統的倒Ｌ 形天線，以及四分之一波長諧振器。因此本節將對此兩種共振機制做簡單的基 本原理介紹，並說明使用此兩種機制的動機。
2.1 倒L形天線(inverted-L antenna) [1]
偶極天線(dipole)是一很常見的天線架構，此天線上的電流分佈為線性變
I ：maximum value of current m
：phase constant in free space 經由電流I(z)積分可以計算出遠場輻射的電場和磁場如下:
2高越好，代表所有入射的功率幾乎都經由天線輻射出去，如此天線增益也會越
A monopole 2
A dipole A monopole
A monopole A dipole
A dipole
極天線的輻射電阻為：
r mono r dipole
A mono A dipole
P P
2.2 四分之一波長諧振器(λ/4 resonator)[15]
微波諧振腔(microwave resonator)在微波電路中有很多廣泛的應用，舉凡濾 波器、振盪器、可調式放大器…等。有時候單純用集總元件(lump element)製作 諧振腔無法操作到微波頻段，因而需要藉由分佈式元件(distributed element)來 製作微波諧振腔。從書本中我們知道，利用不同長度的微帶線配上不同的終端 方式(termination)，即可產生不同的諧振腔，通常採用的是開路(open)或是短路 (short)的終端方式。在許多平面式交叉耦合(cross coupling)的髮夾形(hairpin)濾 波器中，常利用二分之一波長開路諧振環來設計製作出具有低損耗，高選擇性 等優點的濾波器[15]，如圖2.4。每個開路諧振環都是一個窄頻的諧振腔，所以 具有選擇頻率的功用，因此只有在特定頻率的訊號才可透過此些開路諧振環傳 遞。一段兩端開路二分之一波長的微帶線，電流分佈如圖2.5，因為兩端為開 路所以末端電流必為零，然而因為微帶線長線長為二分之一波長，所以電流在 線段的中心強度最大，因此兩端開路的微帶線長度為操作頻率的二分之一波長 時，電流或電壓波會成為一駐波而共振[15]。圖2.4中的濾波器[16]每個開路諧 振腔的總長度皆約為中心頻的二分之一波長，訊號經由每個諧振腔彼此間的耦 合而傳遞；因為交叉耦合的關係，經過適當地調整設計兩兩開路諧振環的耦合 量，即可設計出具有零點且高選擇性的帶通濾波器，此種濾波器因為面積小，
所以在微波系統中很常被應用。
圖2.4 利用開路諧振腔間的交叉耦合設計的不同階帶通濾波器
圖2.5 二分之一波長微帶線兩端開路共振腔電流分佈圖
因為一般共振型天線，在匹配頻率時，天線亦可等效為一共振電路，因此 在本論文中即利用此共振觀念，配合應用在濾波器中的二分之一波長開路諧振 環將中間高電流的部份接到地，利用映像效應就可以將諧振器長度降至四分之 一波長，以設計雙頻天線。在此並不使用如濾波器中的微帶線形式的開路諧振 環，而是直接採用一段金屬線，並想辦法對此共振環做適當的饋入使其共振，
就可使此諧振器共振匹配並成為天線而能輻射能量。