陶瓷(微带)天线调试方法▲L2007.05.30陶瓷天線微調手則目前GPS業界最常使用的陶瓷天線有兩種，分別為偏心饋入式及中心饋入式陶瓷天線，這兩種形式的天線是以饋入點位置作區別，所謂的偏心饋入其饋入點位置在陶瓷天線正中心偏一角的對角線上(如Fig-1所示)，而中心饋入式天線其饋入位置並非在其正中心，它是在正中心往上移一點的位置(如Fig-2所示)。因GPS衛星為所使用的發射天線為右旋圓極化(RHCP)天線，為使待接收的GPS裝置能順利接收衛星訊號，因此通常在設計接收天線時會使用相同的右旋極化結構來設計，如Fig-1(a)、Fig-2(a)皆為右旋極化結構。左旋極化結構如Fig-1(b)、Fig-2(b)所示。(a)RHCP(b)LHCPFig-1，偏心饋入式陶瓷天線(a)RHCP(b)LHCPFig-2，中心饋入式陶瓷天線■偏心饋入式陶瓷天線Fig-3此饋入方式是藉由兩互相垂直的模態(Lx及Ly)其共振長度的些微差異(Lx≠Ly)所形成圓極化輻射波，若Lx>Ly，此為右旋圓極化天線(RHCPantenna)；反之，若Lx
Ly，故Lx為低頻模態(fL)，Ly為高頻模態(fH)。如圖Fig-4所示，由ReturnLoss可看出其兩模態位置，fL頻率為marker-2，fH頻率為marker-3，其圓極化中心頻率為marker-1，須特別注意圓極化中心頻率為SmithChart兩模態所相交的尖點，並非ReturnLoss的最低點。而微調的方式可分為削邊、挖槽縫及截角三種方式，其操作方式如下敘述。HfL1、削邊微調Fig-51.1削邊Cut-X對照Fig-5，將Cut-X位置削短(削邊時需注意平整)，因Lx較原來長度縮短了，相較於微調前低頻模態(fL)會往高頻偏移，在高頻模態(fH)不變的情況下兩模態變相互靠近了，因此在SmithChart上可看出原本中心頻率的小圈越來越小，漸漸變成尖點甚至尖點不見了，且在削邊的同時中心頻率(fc)也會跟著變高，如Fig-6所示。fL1.2削邊Cut-Y對照Fig-5，將Cut-Y位置削短(削邊時需注意平整)，因Ly較原來長度縮短了，相較於微調前高頻模態(fH)會往高頻偏移，在低頻模態(fL)不變的情況下兩模態逐漸遠離，因此在SmithChart上可看出原本中心頻率的小圈越來越大，且在削邊的同時中心頻率(fc)也會跟著變高，如Fig-7所示。HFig-72、切槽縫微調2.1挖槽縫Slot-X對照Fig-8，切削Slot-X位置使其形成一槽縫，電流所跑的路徑會由原來的紅色虛線走向變成綠色虛線走向，因Lx的電流路徑變長了，，相較於微調前低頻模態(fL)會往低頻偏移，在高頻模態(fH)不變的情況下兩模態相互遠離了，因此在SmithChart上可看出原本中心頻率的尖點會越來越大，漸漸形成小圈乃至大圈，且在挖槽縫的同時中心頻率(fc)也會跟著變低，如Fig-9所示。fLFig-92.2挖槽縫Slot-Y對照Fig-8，切削Slot-Y位置使其形成一槽縫，電流所跑的路徑會由原來的紅色虛線走向變成綠色虛線走向，因Ly的電流路徑變長了，相較於微調前低頻模態(fH)會往低頻偏移，在低頻模態(fL)不變的情況下兩模態越來越靠近，因此在SmithChart上可看出原本中心頻率的小圈會慢慢變小，最後形成尖點甚至尖點消失，且在挖槽縫的同時中心頻率(fc)也會跟著變低，如Fig-10所示。Fig-103、截角微調Fig-11LfH3.1截角-A對照Fig-11，將A位置截角(截角時盡量保持截角形狀為等腰三角形)，在SmithChart上可看出其軌跡圖會以外圈中心為圓心，依順時針方向旋轉偏向電容性阻抗，且截角會使兩模態電流路徑稍微變短，因此中心頻率(fc)也會稍稍變高，如Fig-12所示。特別注意在截角時同一組截角的大小需盡量保持一樣。Fig-123.2截角-B對照Fig-11，將B位置截角(截角時盡量保持截角形狀為等腰三角形)，在SmithChart上可看出其軌跡圖會以外圈中心為圓心，依逆時針方向旋轉偏向電感性阻抗，且截角會使兩模態電流路徑稍微變短，因此中心頻率(fc)也會稍稍變高，如Fig-13所示。特別注意在截角時同一組截角的大小需盡量保持一樣。Fig-13★注意事項:在微調時需特別觀察ReturnLoss兩模態的位置，注意不可讓低頻模態頻率超過高頻模態，若讓兩模態位置顛倒會讓原本呈右旋極化的結構變成左旋極化，故微調時要特別小心，若發現所切割位置理論上的特性與網路
分析
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儀所呈現出來的特性相反，極有可能發生極化顛倒的情況。而最保險的方式就是在把頻率調高時，先調高高頻模態(削Cut-Y位置)，再調低頻模態(削Cut-X位置)，如此反覆慢慢微調到想要的頻率點；在欲降低頻率時，先降低低頻模態(挖Slot-X位置)，再降低高頻模態(挖Slot-Y位置)，如此反覆慢慢微調到想要的頻率點，並且不使兩模態顛倒。在使用電動刻刀雕刻陶瓷天線時，需注意雕刻乾淨，切刻過的地方盡量不要有殘存的銀墨，且須以酒精加以清潔其表面。★微調例子:若有一陶瓷天線其特性如Fig-13所示fc=1576.3MHz，impedance=(41.722+j75.835m)Ω，欲將此天線微調至fc=1575MHz，impedance=50Ω。1.首先將fc尖點旋轉至50Ω附近(截角A，順時針旋轉相位，但其fc會跟著升高)。2.將fc小圈縮小並降頻至1575MHz(挖槽縫Slot-Y，將高頻模態降頻使小圈縮小)。3.若尚未到達我們想要的目標，接著再做一些小微調慢慢修正。■中心饋入式陶瓷天線此饋入方式其刷銀面大致上為長寬等長的正方形，藉由兩截角造成互相垂直的兩模態(Da及Db)共振長度的些微差異(Da≠Db)所形成圓極化輻射波，若DaDb則為左旋圓極化天線(LHCPantenna)。因GPS天線需設計為RHCP，所以Da
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