第五章 量測與數據討論
5.2 量測數據結果與討論
不盡相同，在此，我們設計方向以全向性為主。
圖5.9 在 3.5G 場型量測與模擬比較圖
圖5.10 在 6.25G 場型量測與模擬比較圖
圖5.11 在 8.75G 場型量測與模擬比較圖
圖5.12 在 10.5G 場型量測與模擬比較圖
圖5.13 增益的量測與模擬比較圖
由實驗結果知模擬與量測的差異總是不可避免的，參考圖5.8 到圖 5.13，此為量
測與模擬結果的比較，以我們所呈現的模擬與量測數據來說，利用第三章阻抗匹配的 概念，我們認為天線邊緣的延伸路徑不如預期的增加或減少，因此造成了過多的電容 性阻抗或是電感性阻抗，使得在低頻時反射損失沒有如預期般的往下掉，雖然如此，
其量測值皆符合需求在-10dB 以下。
在場型部分，利用第三章天線陣列的概念，我們將所設計的天線等效為兩個偶極 天線做探討，在此，令相位差為零(ψ=0)，θ為π/2，εeff為 3.2，由此條件觀察得知
場型強度將與其陣列因子成正比，在定義完天線的參數條件後，我們將利用公式去驗 證我們的想法:
λ 3 10
f 5.1
經由(5.1)式可算出其波長。
E |cos kdsin | 5.2
經由(5.2)式可算出場型強度，其中，d 為兩個等效偶極天線的量測距離，k 為波數，
因此，在得知波長的情況下經過運算後可得場型強度，我們將運算與量測所得的參數 歸納成對應表格，如表5.1 所示:
F(GHz) λ(cm) d(cm) d(λ) E |cos kdsin |
3.50 4.80 0.8 0.167 E |cos 1.05sin |
6.25 2.68 0.8 0.3 E |cos 1.88sin |
8.75 1.92 0.8 0.42 E |cos 2.63sin |
10.50 1.60 0.8 0.5 E |cos 3.14sin |
表5.1 輻射場型參數對應表
圖5.14 輻射場型示意圖
我們利用 MATLAB 對推導出的場型公式作圖，如圖 5.14 所示。由圖可觀察到
MATLAB 模擬與 HFSS 模擬兩者所產生的差異性在 6.25GHz、8.75GHz 及 10.5GHz 是合理的，另外，在3.5GHz 時，MATLAB 模擬的合成陣列場強干涉程度較 HFSS 模
擬的大，產生了較大的方向性，因此，二元陣列的模型不適用在3.5GHz。
實際上，天線陣列的評估是複雜的，但是我們利用簡化的二元陣列而且利用 MATLAB 的運算強化了 HFSS 軟體場型模擬的正確性，再藉由 HFSS 運算總體的天 線陣列，另一方面，發射天線(horn antenna)在發射出 θ 方向時，φ 方向沒有濾除乾淨 造成φ 在 θ 方向的干涉，相反的在發射出 φ 方向時，θ 方向沒有濾除乾淨造成 θ 在 φ 方向的干涉，這些都會影響量測的準確性，因此，量測值的平滑度較模擬結果高，雖 然如此，它的量測值皆符合全向性的趨勢要求。
在增益部分，利用第二章輻射強度、輻射功率、增益等公式定義還有第三章的阻
抗匹配概念去看，在低頻時，我們認為反射損失沒有如預期的好導致能量傳遞沒有如 預期的多，因此造成輻射場強與輻射功率沒有如預期的大，使得增益沒有模擬中的好，
在高頻時，由於反射損失的量測值與模擬值差異不大，因此，能量傳遞如預期中的多 再加上有效輻射面靠近接地端，所以，有可能接地面的效應沒有想像中的好，造成輻 射場強與輻射功率比預期的大，使得增益比模擬中的好，雖然還是有差異，但量測值 的整體增益皆在2dBi 以上。
第六章
結論
由第一章節介紹天線在通訊領域的重要性到之後的設計與實現，這些都證明微型 化寬頻帶天線的可行性，當然，模擬與量測的差異存在了許多的因素，這些因素將使 問題複雜化，就以我們所學的知識中，我們發現複雜的問題是主要簡單問題再乘一個 修正因子，因此，我們著墨於主要簡單問題的探討再利用軟體運算修正因子的效應進 而達到最佳化的設計。
我們所設計的頻帶為 3.1GHz 到 10.6GHz，在此頻帶內它的反射損失皆在-10dB
量測與模擬值的差異是未來我們努力的目標。
參考書目
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