槽線環形共振器及其等效電路之設計

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姓名

曾定煒(Din-wei Tzeng) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

槽線環形共振器及其等效電路之設計
(Design of Slotline Ring Resonators and Equivalent Circuits)

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摘要(中)

本論文主要在探討槽線(Slotline)環形共振器結構特性，由於共振器的使用在電路上數量繁多，饋入耦合能量的方式也多有不同。因此本論文研究在槽線架構下，不同饋入方式在頻率響應上的影響。以等效電路模型為基礎，設計一系列的分析，逐步地推導出槽線環形共振器的架構，並藉由此等效電路模型，改善饋入方式和環形架構，實現具有環形共振器特性的平面電路。本論文中使用全波電磁模擬軟體IE3D和HFSS完成槽線環形共振器的設計，並使用電路模擬軟體ADS完成等效電路的設計，將電路實做於FR4基板上，經由比較模擬與實做的結果，確認設計的正確性。

摘要(英)

In the thesis, the design of the slotline ring resonators is discussed. Due to a variety of resonators employed in circuit design, the feeding(or energy-coupling) strategy is always an important issue. Thus, different kinds of slotline feeds are discussed in the thesis. Based on the equivalent circuit models, we use a series of analyses to study the scheme of slotline ring resonators step by step. By analyzing the equivalent circuit models, we improve the feeding strategy and ring structure to realize a coplanar circuit which has the characteristic of ring resonator. The full-wave electromagnetic simulator, IE3D and HFSS, will be used in the design. The circuit simulator, ADS, will be used in the design of equivalent circuit model. Circuits will be realized using FR4 printed-circuit boards. The design will be validated by the comparison with experimental results.

關鍵字(中)

★ 環形共振器
★ 槽線
★ 等效電路

關鍵字(英)

★ slotline
★ ring resonator
★ equivalent circuit

論文目次

摘要 ……………………………………………………………i
Abstract ……………………………………………………………ii
致謝 ……………………………………………………………iii
目錄 ……………………………………………………………iv
圖目錄 ……………………………………………………………vii
表目錄 ……………………………………………………………x
第一章、緒論………………………………………………………1
第二章、環形共振器………………………………………………2
2-1 簡介……………………………………………2
2-2 環形共振器理論………………………………2
2-2-1 環形共振器基本架構…………………………2
2-2-2 磁牆模型………………………………………3
2-2-3 環形共振器的頻率模態………………………5
2-2-4 環形共振器電壓和電流模態分布……………8
2-3 扇形共平面波導至槽線轉接器設計…………9
2-3-1 扇形轉接器基本原理…………………………9
2-3-2 扇形轉接器設計………………………………12
2-4 槽線環形共振器設計…………………………17
2-5 全電路的模擬結果與量測……………………29
2-6 結論……………………………………………31
第三章、等效電路模型之分析……………………………………32
3-1 簡介……………………………………………32
3-2 扇形轉接器等效電路模型……………………32
3-2-1 扇形轉接器等效電路模型……………………32
3-2-2 空氣橋的結構和設置…………………………33
3-2-3 改變扇形半徑所造成的影響…………………34
3-2-4 改變扇形角度所造成的影響…………………36
3-2-5 改變槽線長度所造成的影響…………………38
3-2-6 改變槽線寬度所造成的影響…………………41
3-3 高阻抗槽線架構………………………………44
3-3-1 高阻抗槽線及其等效電路模型………………44
3-3-2 浮接金屬板架構………………………………48
3-3-3 浮接環形迴路架構……………………………53
3-4 濾波器理論與外加集總元件環形共振器……55
3-4-1 濾波器理論……………………………………55
3-4-2 外加集總元件的環形濾波器…………………56
3-5 全平面環形共振器的改善架構………………60
3-5-1 典型槽線環形共振器等效電路模型分析……60
3-5-2 改善電路架構和模擬結果量測………………62
3-6 結論……………………………………………68
第四章、總結………………………………………………………69
參考文獻 ……………………………………………………………70

參考文獻

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[5] C. H. Ho, L. Fan and K. Chang, “New uniplanar coplanar waveguide hybrid-ring couplers and magic-T’s,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 42 No. 12, pp. 2440-2448, December 1994.
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[7] Yo-Shen Lin and Chun Hsiung Chen, “Lumped-element impedance-transforming uniplanar transitions and their antenna applications,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 52, No. 4, pp. 1157-1165, April 2004.
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[10] HFSS. Ansoft Corporation, Pittsburgh, PA, 2001.
[11] ADS version 2003A, Agilent Inc., 2003.
[12] Microwave Office. Appl. Wave Res. Inc., El Segundo, CA, 2002.
[13] 林祐生，微波濾波器設計課程講義，95年

指導教授

丘增杰(Tsen-Chieh Chiu)

審核日期

2007-7-6

推文