饋入電路

2.3.1 平衡式微帶線

為了設計用於單導體洩漏波天線之饋入電路，我們將普通的非平衡式微帶線透過緩 變方式轉換為平衡式微帶線，圖 2-7 為轉換設計示意圖，在(a)的部分為傳統的非平衡式 微帶線，(b)的部分即為非平衡式微帶線轉換至平衡式微帶線之緩變電路，(c)為所需之平 衡式微帶線，其中轉換電路(b)中緩變所需之長度 L 影響阻抗匹配甚大，經實驗結果當 L>λ/4(其中 λ 為操作頻率之波長)時，阻抗匹配效果較佳。

圖 2-8 為平衡式微帶線橫截面圖，其火線與傳統的非平衡式微帶線相同，均為一條 帶線，但差別在於地的部分，非平衡式微帶線地線遠大於火線，而平衡式微帶線的地線 仍由一條帶線構成，因此相對於非平衡式微帶線，能省下大量的面積。而由於饋入電路 設計之匹配的需要，我們必須計算平衡式微帶線之電阻值，由於平衡式微帶線之上下帶 線訊號相反，若我們假定上層帶線是正電壓，則下層帶線則是負電壓，故上下帶線間等

圖 2-7 非平衡微帶線轉平衡式微帶線設計示意圖

效出一虛擬的地，可把此情形看作上下兩組非平衡式微帶線倒置，其厚度為原本基板之 一半，而截面之波阻抗為上下兩平衡式微帶線之阻抗串聯，後續章節提出之洩漏波模態 激發電路將以此方法計算阻抗匹配。

2.3.2 反向平衡式微帶線

圖 2-9 為反向平衡式微帶線各層結構分解示意圖，圖 2-10 為反向平衡式微帶線俯視 之結構圖，此結構乃將平衡式微帶線結構之上下帶線交錯方向，以達到訊號反向之效果。

各項參數 Wm、lup、ldn、rv、lv、lg如圖 2-9 所示，其中除了 Wm之寬度視前段電路之阻 抗所需而定，無法任意調整，適當調整其餘各項參數以致在所需之頻段內能達到阻抗匹 配之效果。圖 2-11 為反向平衡式微帶線結構之側視圖以及訊號流向示意圖，圖中可看 出原本平衡式微帶線轉向後透過鉚釘連接上下帶線，使上層訊號流向下層，而下層訊號 轉向上層，以達到相位與原平衡式微帶線相差180˚之效果。

圖 2-8 平衡微帶線橫截面圖

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圖 2-9 反向平衡微帶線各層結構分解示意圖

2.3.3 洩漏波模態激發電路

由圖 2-4 可知，若要在單導體帶狀天線上激發第一高階洩漏波模態，必須在此導體 平面上激發出相位差 180˚之訊號。圖 2-12 為洩漏波模態激發電路之俯視示意圖，此電 路結合了前文提到之非平衡式微帶線、平衡式微帶線、轉換電路，以及反向平衡式微帶

圖 2-10 反向平衡式微帶線俯視之結構圖

圖 2-11 反向平衡式微帶線結構之側視圖以及訊號流向示意圖

線來實現輸出端 port2 及 port3 能量均分且相位相差 180˚之效果，其中轉換電路後半段 因為需要將能量一分為二，緊接著一對二之功率分波器，為避免不連續造成不必要的反 射效果，整段轉換電路均以緩變方式實現，在後半段亦需要較大的寬度方能達成阻抗匹 配。而在電路末端饋入天線處，由於天線主體為單導體結構，並沒有實質的地，故在 port2 及 port3 處因底層帶線面臨開路的狀態，將造成嚴重的能量反射，因此必須在電路下層 建立一個回流機制，將下層電流導向兩旁回流。由於 port2 行進途中將經過反向平衡式 微帶線，於上下層訊號交換過程中多行進了鉚釘的路徑(鉚釘的高度)，所以必須在 port3 的平衡式微帶線加上路徑的補償，由圖 2-12 可觀察出 port3 之路徑相較於 port2 之路徑 稍長，以確保雙阜能維持180˚之相位差。

圖 2-12 洩漏波模態激發電路之俯視示意圖