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天線工程
期末報告
陣列天線
Array antenna
班級：碩研通訊一甲
學號：M98S0109
姓名：劉奕廷
指導教授：陳文山
大綱

天線簡介




陣列天線



天線功能
天線類型
天線參數
陣列天線分類
相位陣列天線與微帶陣列天線
陣列天線設計論文之探討




Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for Portable
Wireless Application
Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System
天線簡介
天線簡介－
天線功能(1/3)
天線功能示意圖
天線簡介－
天線的類型(2/3)
偶極天線(dipole antenna)
單極化天線(monopole antenna)
迴圈天線 (loop antenna)
槽孔天線 (slot antenna)
微帶天線 (microstrip antenna)
碟型天線
陣列天線(array antenna)
天線簡介－
天線的參數(3/3)
阻抗(Impedance )：饋入點電壓/饋入點電流。
場型(field pattern)：天線輻射能量於各方向的強度比。
極化方向(polarization)：電場的方向。
增益(gain)：空間中電磁場最大強度/平均分布強度。
反射係數(Reflection coefficient )：10*log(反射波強度/入射
波強度)。
輻射效率(radiation efficiency)：發射功率/接收功率。
陣列天線
陣列天線－
簡介(1/3)
由許多相同的單個天線按一定規律排列組成的天線系統。
參考資料：奇摩圖片，2009/12/27，http://www.tvro.com.tw/main5/maindate/NVF%20-1/%B0%7d%A6C%A4%D1%BDu2.JPG
陣列天線－
陣列天線的分類(2/3)
( a ) 線陣-陣列天線
( b )面陣-陣列天線
參考資料： Google圖片，2009/12/27，
圖(a)-http://www.rimtai.com.tw/chtr/Products/CUSHCRAFT/images/17B2.jpg，
圖(b)-http://web1.nsc.gov.tw/public/Data/topics/2008_4/p.10.Fig1.ALMA_picture.jpg。
陣列天線－
相位陣列天線與微帶陣列天線(3/3)
( a ) 相位陣列天線
( b )微帶陣列天線
參考資料：圖(a)為維基百科，2009/12/27，http://zh.wikipedia.org/zh-tw/File:PAVE_PAWS_Radar_Clear_AFS_Alaska.jpg；
圖(b)為Google圖片， 2009/12/27，http://www.speed-hz.com/e/ViewImg/index.html?url=/d/file/pro/5/2009-10-21/8e2ffa8db1f341
a5beb389057d1dfd97.jpg
陣列天線設計論文之探討
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(1/9)
( a ) 1x1
( b )5x5
間距：0.86 inch
(c)10x10
基板：(8.68x8.75x0.062) inch 基板：(16.165x16.545x0.062) inch
接地面：(8.68x8.75x0) inch
接地面：(16.165x16.545x0) inch
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(2/9)
陣列天線之反射損失
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(3/9)
( a ) 1x1－3D輻射場型
( b )1x1－ 2D輻射場型
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(4/9)
( a ) 5x5－3D輻射場型
( b )5x5－ 2D輻射場型
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(5/9)
( a ) 10x10－3D輻射場型
( b )10x10－ 2D輻射場型
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(6/9)
1x1－表面電流分布與電場分佈圖
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(7/9)
5x5－表面電流分布與電場分佈圖
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(8/9)
10x10－表面電流分布與電場分佈圖
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析(9/9)
模擬結果之總比較表
1x1
5x5
10x10
Directivity
(dBi)
7.514
21.936
27.843
Gain
(dBi)
7.204
21.764
27.675
Radiation Eff.
(%)
96
96.121
96.21
參考資料：William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析”,勢流科技股份有限公司,
高頻電磁模擬軟體Micro-Stripes,2009年12月。
陣列天線設計論文之探討
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作
陣列天線設計論文之探討－
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作(1/4)
c

f

L1 
r
1
2

c
f
一個領結型雙頻印刷偶極天線之結構圖

L2 
2
參考資料：呂文嘉，邱敏宏，游耀文，〈 雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作〉，明新科技大學 電子工程研究所，2008 海
峽兩岸三地無線電科技研討會，台北亞東技術學院，2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作(2/4)
( a ) Top Layer
( b ) Bottom Layer
參考資料：呂文嘉，邱敏宏，游耀文，〈 雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作〉，明新科技大學 電子工程研究所，2008 海
峽兩岸三地無線電科技研討會，台北亞東技術學院，2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作(3/4)
( a )雙頻印刷偶極陣列天線使
用堆疊方式加入反射板的
幾何結構。
( b )返射損失圖
參考資料：呂文嘉，邱敏宏，游耀文，〈 雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作〉，明新科技大學 電子工程研究所，2008 海
峽兩岸三地無線電科技研討會，台北亞東技術學院，2009年12月。
陣列天線設計論文之探討－
雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作(4/4)
六個單元雙頻偶極陣列天線與單一領結型雙頻偶極天線的返射損失比較圖
參考資料：呂文嘉，邱敏宏，游耀文，〈 雙頻印刷偶極陣列天線之設計與實作〉，明新科技大學 電子工程研究所，2008 海
峽兩岸三地無線電科技研討會，台北亞東技術學院，2009年12月。
陣列天線設計論文之探討
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array
for Portable Wireless Application
陣列天線設計論文之探討－
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for
Portable Wireless Application (1/5)
( a )三元陣列天線之幾何架構
( b )三元陣列天線之架構參數
參考資料：Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for
Portable Wireless Application (2/5)
＜－金屬片
＜－泡沫材料
＜－接地面的槽縫
＜－柔性的PCB
＜－微帶饋入網路
折疊式孔徑耦合微帶陣列天線
參考資料：Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for
Portable Wireless Application (3/5)
( a )三元陣列天線之反射損失比
( b )三元陣列天線之輻射場型
參考資料：Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for
Portable Wireless Application (4/5)
( b )E-Plane
( c ) H-Plane
( a )提出向內彎曲之三元陣列天線
參考資料：Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for
Portable Wireless Application (5/5)
( b )E-Plane
( c ) H-Plane
( a )提出向外彎曲之三元陣列天線
參考資料：Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
陣列天線設計論文之探討
Design of an Antenna Array for a Wideband
Receiving System
陣列天線設計論文之探討－
Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System
(1/3)
( a )縱向錐槽天線－前面
( b )縱向錐槽天線－背面
參考資料：Peter Knott*, Alexander P. Stuckert,” Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System”, Research Institute
for High Frequency Physics and Radar Techniques,IEEE Dec. 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System
(2/3)
模擬與實測之返回損失比
參考資料：Peter Knott*, Alexander P. Stuckert,” Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System”, Research Institute
for High Frequency Physics and Radar Techniques,IEEE Dec. 2009.
陣列天線設計論文之探討－
Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System
(3/3)
在頻率10GHz實測之輻射場型(E-plane與H-plane)
參考資料：Peter Knott*, Alexander P. Stuckert,” Design of an Antenna Array for a Wideband Receiving System”, Research Institute
for High Frequency Physics and Radar Techniques,IEEE Dec. 2009.
參考文獻
1.奇摩圖片，2009/12/27，
http://www.tvro.com.tw/main5/maindate/NVF%201/%B0%7d%A6C%A4%D1%BDu2.JPG
2. Google圖片，2009/12/27，
圖(a)http://www.rimtai.com.tw/chtr/Products/CUSHCRAFT/images
/17B2.jpg，
圖(b)http://web1.nsc.gov.tw/public/Data/topics/2008_4/p.10.Fig1.A
LMA_picture.jpg。
參考文獻
3.圖(a)為維基百科，2009/12/27，http://zh.wikipedia.org/zhtw/File:PAVE_PAWS_Radar_Clear_AFS_Alaska.jpg；
圖(b)為Google圖片， 2009/12/27，http://www.speedhz.com/e/ViewImg/index.html?url=/d/file/pro/5/2009-1021/8e2ffa8db1f341a5beb389057d1dfd97.jpg
4. William Shao,” Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的
模擬分析”,勢流科技股份有限公司,高頻電磁模擬軟體
Micro-Stripes,2009年12月。
5.呂文嘉，邱敏宏，游耀文，〈 雙頻印刷偶極陣列天線之設
計與實作〉，明新科技大學 電子工程研究所，2008 海峽
兩岸三地無線電科技研討會，台北亞東技術學院，2009年
12月。
參考文獻
6. Ran Duan and Yilong Lu,” Foldable Aperture Coupled
Microstrip Antenna Array for PortableWireless Application”,
Nanyang Technological University,2008 IEEE,Dec 2009.
7. Peter Knott*, Alexander P. Stuckert,” Design of an Antenna
Array for a Wideband Receiving System”, Research Institute
for High Frequency Physics and Radar Techniques,IEEE Dec.
2009.
Q&A
Micro-Stripes 於陣列天線(Array Antenna)的模擬分析文章中之表面電流
分布與電場分佈圖，該圖為何要切割成四等分?
Ans: 因為有可能是該軟體本身的設定。

文獻探討的最後三篇，哪一篇適合用於雷達天線?
Ans:該三篇支天線都適用於雷達天線，但前提是ㄧ範圍使用，唯獨只有
軍事雷達不適用。

Thank you for your listening