3G雙模滑蓋式行動電話天線設計

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姓名

劉權固(Chuan-Ku Liu) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系在職專班

論文名稱

3G雙模滑蓋式行動電話天線設計
(The antenna design in 3G Dual-Mode Sliding Handset)

相關論文

★ 手機用之平面倒F天線設計	★ 跳頻通訊干擾系統之干擾效能模擬與研析
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摘要(中)

本論文的研究動機是針對現今流行的滑蓋式行動電話研究其天線設計和經由天線輻射出的電磁波能量在不同的天線設計之下是否會影響其天線效率和對人體的影響。
本論文的量測方法採用三度空間天線輻射量測系統，這個方法能真實的量測出天線在三度空間中的峰值增益和平均增益。量測項目包含天線自由空間量測和天線靠近假人頭右耳量測，最後將量測數據加以分析和討論不同天線之間的優缺點。
本論文研究的主旨是研究一種最適合3G雙模滑蓋式行動電話的天線設計，使其天線效率滿足自由空間使用和靠近人頭使用的雙重要求。除此之外，並降低其電磁波對人體的危害。

摘要(英)

In the chapter I of the thesis is to introduce the evolution of the mobile device, including the shape and the functions.
In the chapter II, we discuss the protocol of the mobile device, OTA testing system, and SAR to the human.
In the chapter III, I design the grounding system and antenna for the mobile device.
Finally, I measured the antenna via the OTA system to compare the test data and studied the advantage and disadvantage under Free Space and the Phantom Head.
This thesis is aimed at the most suitable antenna and the grounding design for the 3G dual mode sliding mobile device. Our solution can work fine under free space and the phantom head（Talking Position）. The SAR value is lower and acceptable.

關鍵字(中)

★ 天線
★ 行動電話

關鍵字(英)

★ antenna
★ Mobile handset

論文目次

第一章緒論…………………………………1
1-1 前言…………………………………1
1-2 行動電話外觀的演進………………1
1-2-1 直立式行動電話……………………2
1-2-2 翻蓋式行動電話……………………2
1-2-3 旋轉式行動電話……………………3
1-2-4 滑蓋式行動電話……………………4
1-3 行動電話通訊協定的演進…………4
1-3-1 第一代行動電話系統………………5
1-3-2 第二代行動電話系統………………5
1-3-3 第三代行動電話系統………………5
1-3-4 第四代行動電話系統………………6
1-4 天線面臨的挑戰……………………6
1-4-1 日趨增加的功能需求………………7
1-4-2 日益縮小的機構外形尺寸…………8
1-4-3 最受關心的電磁波危害問題………9
1-5 本篇論文研究的目標………………9
第二章 OTA無線量測系統和SAR量測系統…10
2-1 前言…………………………………10
2-2 GSM系統與UMTS系統簡介……………10
2-2-1 GSM系統無線操作頻段和發射功率…10
2-2-2 UMTS系統無線操作頻段和發射功率…12
2-2-3 台灣地區的 GSM/UMTS 系統現況……13
2-3 OTA無線量測系統…………………………14
2-3-1 OTA測試系統介紹……………………14
2-3-2 OTA測試重要參數……………………16
2-3-3 TRP計算公式…………………………18
2-3-4 TIS計算公式…………………………20
2-3-5 OTA測試系統和測試方法……………21
2-3-6 測試數據的實際分析…………………26
2-4 電磁波的考量……………………………26
2-4-1 SAR的簡介……………………………27
2-4-2 SAR的計算公式………………………27
2-4-3 SAR的量測設備和量測方法…………28
2-4-4 如何降低SAR值………………………29
第三章 3G雙模滑蓋式行動電話天線設計……30
3-1 前言……………………………………30
3-2 中華電信CHT9000參數分析……………30
3-3 中華電信CHT9000天線模擬實做………32
3-3-1 天線材料和設備介紹…………………32
3-3-2 中華電信CHT9000天線實做……………34
3-3-4 修改接地面的倒F型平板天線設計……36
3-4-1 傳統倒F型平板天線……………………37
3-4-2 修改接地面的倒F型平板天線…………37
3-5 本章總結………………………………40
第四章測試結果和數據分析…………………41
4-1 前言……………………………………41
4-2 儀器設備列表…………………………41
4-3 中華電信CHT9000模擬天線在自由空間的量測結果…42
4-3-1 3D天線效率量測表……………………43
4-3-2 3D輻射場型量測圖……………………44
4-4 倒F型平板天線在自由空間的量測結果………47
4-4-1 3D天線效率量測表……………………48
4-4-2 3D輻射場型量測圖……………………49
4-5 中華電信CHT9000模擬天線在假人頭右耳的量測結果52
4-5-1 3D天線效率量測表…………………53
4-5-2 3D輻射場型量測圖…………………54
4-6 倒F型平板天線在假人頭右耳的量測結果…57
4-6-1 3D天線效率量測表…………………58
4-6-2 3D輻射場型量測圖……………………59
4-7 數據分析………………………………62
4-7-1 比較自由空間的天線增益……………63
4-7-2 比較假人頭的天線增益………………64
4-7-3 中華電信CHT9000天線在自由空間與假人頭的增益差65
4-7-4 倒F型天線在自由空間與假人頭的增益差……66
4-8 本章總結……………………………67
第五章結論與未來研究方向………………68
參考文獻 ………………………………………69

參考文獻

[1] CTIA_Test_Plan_for_Mobile_Station_OTA_Performance_Revision_2.2
[2] 3GPP，3GPP_34121-1-720
[3] 3GPP，TS25.144 v1.0.0
[4] 交通部電信總局, http://www.det.gov.tw
[5] H.Y. Chen, W.Y. Chiou, “Material studies on cellular phones for reducing SAR in a human head model”, 2002 IEEE Int. Sym. on Antennas and propagation Society, vol. 1, pp.448-451, 2002.
[6] Test & Measurement Solution for a Wireless World, http://www.orbitfr.com
[7] Field and Wave Electromagnetics Second Edition – David K. Cheng
[8] J. S. Row, ”Planar inverted-F antenna with slotted ground plane,” Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 39, pp. 72-75, 2003.
[9] C. Y. Fang, “Novel Antenna Designs for Mobile Handsets,” Master Thesis of Department of Electrical Engineering, National Sun Yat-Sen University, pp. 15-19, 2003.
[10]陳孟宗,SAR量測之探討研究,大同大學,通訊工程研究所碩士班,2005
[11] Kin-Lu Wong and Kai-Ping Yang, “Modified Planar Inverted F Antenna”, Electronic Letters, vol. 34, no.1, pp.7-8, January 1998 .
[12] P. L. Teng, H. T. Chen, and K. L. Wong, “Multi-frequency planar monopole antenna for GSM/DCS/PCS/WLAN operation,” Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 36, pp. 350-352, 2003.
[13] K. L. Wong, Planar Antennas for Wireless Communications, Wiley, New York, 2003, Chap. 3
[14] F. R. Hsiao, H. T. Chen, T. W. Chiou, G. Y. Lee, and K. L. Wong, “A Dual-Band Planar Inverted-F Patch Antenna with a Branch-Line Slit,” Microwave Opt. Technol. Lett., vol. 32, pp. 310-312, 2002.
[15] E. Lee, P. S. Hall, and P. Gardner, “Compact wideband planar monopole antenna,” Electron. Lett., vol. 35, pp. 2157-2158, 1999.

指導教授

蔡木金(Mu-King Tsay)

審核日期

2007-7-20

推文