GPS接收機射頻前端模組之研製

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姓名

涂曜麟(Yo-Lin Tuo) 查詢紙本館藏

畢業系所

通訊工程學系

論文名稱

GPS接收機射頻前端模組之研製
(GPS Receiver RF Front-end Module)

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摘要(中)

本論文主要是探討利用共平面波導結構來實現GPS射頻前端接收機模組，其中包含三個部份，分別為天線、帶通濾波器以及低雜訊放大器。天線部分以多頻共振的原理，在不影響增益及方向性前提下，使頻寬由1.5%提升至3%；帶通濾波器則利用慢波（slow wave）結構，使得在頻寬及插入損失之間取得平衡時，尺寸能夠大幅縮小；最後低雜訊放大器則以型共平面波導不連續結構來完成，使得匹配網路更加穩定，並提供16.5dB的增益值。在設計過程中，皆針對結構中每一個重要參數對S參數的影響以及實作的可行性來加以討論，尋找簡易設計的程序，並且對設計時可能遭遇到的問題，以理論的方式分析並提供可行的解決辦法。

摘要(英)

In the thesis, a RF front end for GPS receiver is designed using coplanar-waveguide structure. Three parts of the receiver are mainly considered：antenna, band pass filter, and low noise amplifier. Based on the principle of the multi-band resonance, the bandwidth of the antenna is increased for 1.5% to 3%, compared to single patch antenna. Moreover, it is done without sacrificing antenna gain. The filter is designed using slow-wave structure, and therefore the size is reduced significantly. The noise filter is designed using the -type CPW discontinuities, 16.5dB of gain of LNA is obtained. Every effects of important parameters on S-parameter and experiment feasibility are investigated. At the end simple design procedures are presented.

關鍵字(中)

★ 接收機
★ 射頻前端

關鍵字(英)

★ RF Front-end
★ receiver

論文目次

摘要.....................................................Ⅰ
致謝.....................................................Ⅲ
圖目錄...................................................Ⅶ
表目錄..................................................XII
第一章序論..............................................1
1.1 全球衛星系統簡介................................1
1.2 共平面波導簡介..................................5
第二章低雜訊放大器......................................7
2.1 低雜訊放大器設計原理............................8
2.2 低雜訊放大器模擬................................9
2.2.1 直流偏壓點的選擇.........................9
2.2.2 直流偏壓迴路設計........................10
2.2.3 電路穩定度分析..........................11
2.3 低雜訊放大器偏壓網路實作.......................15
2.3.1 雙層電路基板低雜訊放大器偏壓網路架構....15
2.3.2 TRL校正.................................18
2.3.3 雙層電路基板低雜訊放大器偏壓網路的量測..20
2.4 阻抗匹配網路...................................23
2.4.1 集總元件設計之匹配網路...................23
2.4.2 共平面波導不連續結構.....................29
2.4.3 共平面波導不連續結構之匹配網路...........39
2.5 低雜訊放大器實作...............................43
第三章帶通濾波器.......................................47
3.1 濾波器簡介.....................................47
3.2 濾波器之理論分析...............................50
3.2.1 集總式濾波器理論分析.....................50
3.2.2 分散式帶通濾波器.........................55
3.3 帶通濾波器設計.................................74
第四張天線.............................................82
4.1 矩形微帶天線理論分析...........................82
4.2 共平面波導餽入結構.............................89
4.3 E-Shape矩形微帶天線............................98
第五章 GPS接收機射頻前端之實現.........................113
5.1 天線和濾波器之組合............................113
5.2 濾波器和低雜訊放大器之組合....................119
5.3 射頻前端模組電路..............................122
第六章結論............................................125
參考文獻................................................126

參考文獻

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[3] 謝昭平, “剖風儀之關鍵零組件-低雜訊放大器之研製,” 碩士論文, 國立中央大學, 2004.
[4] 高銘鴻, “共平面波導集總元件設計,” 碩士論文, 國立中央大學, 2003.
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[6] J. Zhou, M.J. Lancaster and F. Huang, “Compact superconducting coplanar meander line filter,” Electronics Letters, 17th April 2003, Vol. 39, NO. 8
[7] M.J. Lancaster, F. Huang, A. Porch, B. Avenhaus, J. Hong, and D. Hung “Miniature superconducting filters,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 1996, 44, （7）, pp. 1339-1346.
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[9] T.M. Weller,“Edge-coupled coplanar waveguide bandpass filter design,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., 2000, 48, （12）, pp. 2453-2458
[10] Yuehe Ge, K. P. Esselle, T. S. Bird, “E-Shaped Patch Antenna for High-speed Wireless Networks,” IEEE Transactions on Antenna and Propagation, Vol. 52, NO. 12, December 2004.
[11] F. Yang, X.-X. Zhang, X. Ye, and Y. Rahmat-sami“Wide-band E-Shaped patch antenna for wireless communications,” IEEE Trans. Antennas Propagat., Vol. 49, NO. 7, pp. 1094-1100, July 2001

指導教授

丘增杰(Tsen-Chieh Chiu)

審核日期

2005-6-19

推文