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系統識別號 U0002-1106201421331700
DOI 10.6846/TKU.2014.00281
論文名稱(中文) 載波聚合天線之實作與量測
論文名稱(英文) The Implementation and Measurement of Carrier Aggregation Antenna
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 電機工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Electrical and Computer Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 102
學期 2
出版年 103
研究生(中文) 史繼宇
研究生(英文) Ji-Yu Shih
學號 600440050
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2014-05-30
論文頁數 63頁
口試委員 指導教授 - 詹益光(yihjan@mail.tku.edu.tw)
共同指導教授 - 曾憲威(hsienwei.tseng@gmail.com)
委員 - 周允仕(chou@mail.sju.edu.tw)
委員 - 李揚漢(yhlee@ee.tku.edu.tw.)
關鍵字(中) 載波聚合
單極天線
先進長期演進技術
關鍵字(英) Carrier Aggregation
Monopole Antenna
LTE-A
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
由於在現今的手機中,基本上均使用單極天線來做為其天線,所以在此論文會先提及單極天線的量測,並且本論文得到其在1.84GHz以及2.6GHz的中心頻率下,銅線直徑與線長及線彎間距之間的關係式;再來延續單極天線的實測去做其在同一平面上的隔離度量測,而得到其在距離越大隔離度也能夠越好的結果。
   而最後也是本論文主要的主軸,探討現今最火熱的長期演進技術之載波聚合,由此技術下去探討以及設計一個載波聚合天線,而從先前的研究去延伸,我們設計一個在同一個基板但不同平面的八面體天線,而以此載波聚合天線去測量其在不同面上的隔離度關係,而在相隔90度的面上,基本上就可以達到我們所需要的隔離度。
英文摘要
Basically monopole antenna is implemented in the current cell phones; it first in this study discusses the measurement process in the characterization of monopole antenna and then investigates the transmission characteristics of the antenna between its input and output ports. The implementation of the monopole antenna at center frequency of 1.84 GHz or at 2.6 GHz is then considered to find the relationships between the copper line diameters, line lengths and line curvatures etc. The isolation between antennas implemented in the same plane is then measured to validate the result that the longer the separation between antennas the better of their isolations.
    Carrier aggregation has been considered in LTE-A system to aggregate many component carriers to increase user’s transmission speed. It is the main task in this study to implement carrier- aggregated antennas. The design of octahedron antenna is considered and implemented on different planes but on the same template.  The characteristics of implemented octahedron antennas such as the resulting antenna center frequency, bandwidth and antenna performance are all measured and compared. The process or the procedure to shift the carrier center frequency if it occurs carrier frequency offset or the tuning of the antenna to have its bandwidth increased are also studied. The separation angle between antennas implemented in the octahedron template is varied to investigate the resulting isolation between antennas at each possible separation angle. It concludes that in order to meet the LTE-A system requirement it needs to have greater than 90 degrees separation angle between antennas. 90 degrees separation angle is used in the final implementation of carrier-aggregated antennas.
第三語言摘要
論文目次
目錄
致謝	I
中文摘要	II
ABSTRACT	III
目錄	IV
圖目錄	VII
表目錄	XII
第一章 緒論	1
1.1 研究目的	1
1.2 各章節提要	2
第二章 文獻探討	3
2.1 先進長期演進技術之載波聚合	3
2.1.1 先進長期演進技術	3
2.1.2 載波聚合	4
2.2 天線特性說明	6
2.2.1 線電感	6
2.2.2 電磁波傳導	7
第三章 量測之設備及方法	9
3.1 量測設備及元件	9
3.1.1 網路分析儀	9
3.1.2 校準元件	9
3.2 量測方法與流程	10
3.2.1 實驗天線製作	10
3.2.2 天線量測之流程	12
第四章 天線之量測	13
4.1 單極天線量測	13
4.1.1 中心頻率1.84GHz之量測與模擬分析	13
4.1.1.1 銅線直徑0.21mm下不同線彎間距之量測與模擬	15
4.1.1.2 銅線直徑0.35mm下不同線彎間距之量測與模擬	20
4.1.1.3 銅線直徑0.511mm下不同線彎間距之量測與模擬	25
4.1.2 中心頻率2.6GHz之量測與模擬分析	30
4.1.2.1 銅線直徑0.21mm下不同線彎間距之量測與模擬	31
4.1.2.2 銅線直徑0.35mm下不同線彎間距之量測與模擬	36
4.1.2.3 銅線直徑0.511mm下不同線彎間距之量測與模擬	41
4.1.3 分析與探討	46
4.2 兩單極天線隔離度之量測	48
4.2.1 中心頻率1.84GHz之量測	49
4.2.2 中心頻率2.6GHz之量測	51
4.2.3 綜合分析與探討	53
4.3 載波聚合天線之介紹與量測	54
第五章 結論與未來展望	60
參考文獻	61
 
圖目錄
圖 2.1 頻帶內連續載波聚合示意圖	4
圖 2.2 頻帶內非連續載波聚合示意圖	5
圖 2.3 頻帶間非連續載波聚合示意圖	5
圖 2.4線材與電感之換算示意圖	7
圖 3.1 8719ES網路分析儀設備圖	9
圖 3.2 Agilent 85052D 校準元件	10
圖 3.3天線製作流程圖	11
圖 3.4網路分析儀使用說明圖	12
圖 4.1線彎間距示意圖	14
圖 4.2中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.21mm之實測圖	15
圖 4.3中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.21mm之模擬圖	15
圖 4.4中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.21mm之實測圖	16
圖 4.5中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.21mm之模擬圖	16
圖 4.6中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.21mm之實測圖	17
圖 4.7中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.21mm之模擬圖	17
圖 4.8中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.21mm之實測圖	18
圖 4.9中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.21mm之模擬圖	18
圖 4.10中心頻率1.84GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	19
圖 4.11中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.35mm之實測圖	20
圖 4.12中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	20
圖 4.13中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.35mm之實測圖	21
圖 4.14中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	21
圖 4.15中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.35mm之實測圖	22
圖 4.16中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	22
圖 4.17中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.35mm之實測圖	23
圖 4.18中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	23
圖 4.19中心頻率1.84GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	24
圖 4.20 中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.511mm之實測圖	25
圖 4.21中心頻率1.84GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	25
圖 4.22中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.511mm之實測圖	26
圖 4.23中心頻率1.84GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	26
圖 4.24中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.511mm之實測圖	27
圖 4.25中心頻率1.84GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	27
圖 4.26中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.511mm之實測圖	28
圖 4.27中心頻率1.84GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	28
圖 4.28中心頻率1.84GHz銅線直徑0.511線彎間距不同之模擬與實測分析	29
圖 4.29中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.211mm之實測圖	31
圖 4.30中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.211mm之模擬圖	31
圖 4.31中心頻率2.6GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.211mm之實測圖	32
圖 4.32中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.211mm之模擬圖	32
圖 4.33中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.211mm之實測圖	33
圖 4.34中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.211mm之模擬圖	33
圖 4.35中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.211mm之實測圖	34
圖 4.36中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.211mm之模擬圖	34
圖 4.37中心頻率2.6GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	35
圖 4.38中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.35mm之實測圖	36
圖 4.39中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	36
圖 4.40中心頻率2.6GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.35mm之實測圖	37
圖 4.41中心頻率2.6GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	37
圖 4.42中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.35mm之實測圖	38
圖 4.43中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	38
圖 4.44中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.35mm之實測圖	39
圖 4.45中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.35mm之模擬圖	39
圖 4.46中心頻率2.6GHz銅線直徑0.35線彎間距不同之模擬與實測分析	40
圖 4.47中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.511mm之實測圖	41
圖 4.48中心頻率2.6GHz線彎間隔4mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	41
圖 4.49中心頻率2.6GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.511mm之實測圖	42
圖 4.50中心頻率2.6GHz線彎間隔5mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	42
圖 4.51中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.511mm之實測圖	43
圖 4.52中心頻率2.6GHz線彎間隔6mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	43
圖 4.53中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.511mm之實測圖	44
圖 4.54中心頻率2.6GHz線彎間隔7mm銅線直徑0.511mm之模擬圖	44
圖 4.55中心頻率2.6GHz銅線直徑0.511線彎間距不同之模擬與實測分析	45
圖 4.56中心頻率1.84GHz下之線長分析圖	47
圖 4.57中心頻率2.6GHz下之線長分析圖	47
圖 4.58兩天線平面之天線間隔示意圖	48
圖 4.59間隔5mm	49
圖 4.60間隔10mm	49
圖 4.61間隔15mm	49
圖 4.62兩天線間隔5mm之量測圖	49
圖 4.63兩天線間隔10mm之量測圖	50
圖 4.64兩天線間隔15mm之量測圖	50
圖 4.65間隔5mm圖	51
圖 4.66間隔10mm圖	51
圖 4.67間隔15mm圖	51
圖 4.68兩天線間隔5mm之量測圖	51
圖 4.69兩天線間隔10mm之量測圖	52
圖 4.70兩天線間隔15mm之量測圖	52
圖 4.71載波聚合天線基板	54
圖 4.72載波聚合天線間隔45度之實體圖	55
圖 4.73載波聚合天線間隔45度之量測圖	55
圖 4.74載波聚合天線間隔90度之實體圖	56
圖 4.75載波聚合天線間隔90度之量測圖	56
圖 4.76載波聚合天線間隔135度之實體圖	57
圖 4.77載波聚合天線間隔135度之量測圖	57
圖 4.78載波聚合天線間隔180度之實體圖	58
圖 4.79載波聚合天線間隔180度之量測圖	58

表目錄
表 2.1 3GPP釋出之載波聚合頻帶表	6
表 4.1中心頻率1.84GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	19
表 4.2中心頻率1.84GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	24
表 4.3中心頻率1.84GHz銅線直徑0.511線彎間距不同之模擬與實測分析	29
表 4.4中心頻率2.6GHz銅線直徑0.21線彎間距不同之模擬與實測分析	35
表 4.5中心頻率2.6GHz銅線直徑0.35線彎間距不同之模擬與實測分析	40
表 4.6中心頻率2.6GHz銅線直徑0.511線彎間距不同之模擬與實測分析	45
表 4.7兩天線間隔之量測結果表	53
表 4.8載波聚合天線之隔離度分析表	59
參考文獻
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