第四章 五頻天線於筆記型電腦之應用
4.3 天線下方有一垂直於地的金屬面
在許多筆記型電腦的應用上面，會將天線設置在螢幕的上方，而由於本天線 預設給超薄型筆電所用，這裡我們假設在天線下方有一3mm 垂直接地面的金屬 薄片來代表螢幕邊緣，討論此結構對天線的影響。在這種結構影響下，由模擬結 果可看書高頻部分的匹配明顯變差，而為了降低金屬片造成的影響，稍微改變天 線內部參數後可得到符合規範的反射損失，如下圖4.10 所示。
接地面
Unit:mm 圖4.10 有金屬片微調後結構圖
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) 30
Return Loss (dB)
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) 30
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) 30
Return Loss (dB)
尚未改良前之模擬結果 改良前後之模擬結果
XY-Plane YZ-Plane XZ-Plane
860MHz
-35 -25 -15 -5 5
925MHz
-35 -25 -15 -5 5
1780MHz
-35 -25 -15 -5 5
1920MHz
-35 -25 -15 -5 5
2080MHz
-35 -25 -15 -5 5
表4.3 有金屬片場型增益表
Average Gain(dBi) Peak Gain(dBi)
frequency(MHz) XY YZ XZ XY YZ XZ 860 -0.5992 1.173064 -3.65861 2.484443 4.2626 -0.88431 960 -0.79779 1.103959 -4.48103 2.025417 3.603616 -0.99803 1780 -1.89247 -0.62497 -3.16644 1.909854 2.34842 -0.41366 1920 -2.45815 -0.4249 -3.68332 1.511458 2.60667 0.06269 2080 -2.34269 -0.11702 -2.21059 1.830028 2.709482 0.910363
圖 4.13 有金屬片實作照片
4.4 接地面的小化
由於天線接地面在筆記型電腦裡的大小並不一定，有時會對天線造成不同程 度的影響，在此我們將討論當接地面從200mm 往天線方向減小的長度時候的影 響。在圖中，接地面的大小是300*30mm2，這樣的改變，使得我們天線的匹配，
受到些許的影響，但是利用天線本身的適應能力，微調以後如圖所示；可以使反 射損失再次回到規範內，如圖4.14 所呈現。
15
Unit:mm 圖4.14 接地面縮小後天線結構圖
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) Ground
Return Loss (dB)
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) Ground
500 1000 1500 2000 2500
Frequency (MHz) Ground
Return Loss (dB)
尚未改良前之模擬結果 改良前後之模擬結果 實作量測結果
圖4.15 接地面縮小後反射損失圖
圖 4.16 接地面縮小實作照片
第五章 結論
本論文基於槽孔天線與切口天線理論，將其延伸應用並加以變形，以減小天 線所占用的面積為前提下，分別發展成寬頻天線、雙頻天線及五頻天線，並使用 價格低廉的印刷電路板，降低天線製作成本，達到全平面式的多頻天線，完全符 合未來筆記型電腦趨於輕薄化的趨勢。寬頻天線與一般切口天線比較，其頻寬從 6%增加到 35%以上約 350MHz；雙頻天線則包含了美規的 GSM850/1900 以及 UMTS (1920~2170MHz)；最後的五頻天線使用頻帶涵蓋整各移動通訊規範，從 824MHz~960MHz 到 1710MHz~2170MHz 都是此天線效能良好的適用範圍。
再者此天線的量測場型十分穩定，再適用頻率內由於天線共振的形式與電流 分布大都相同，此特點不但滿足所需頻寬，也能保持天線場型的一致性，使場型 對頻率的變動降到最低。此外，量測的增益在我們想要需要的方向上都維持0dBi 以上，而整體的平均增益也在0dBi 左右，這也顯示出五頻天線操作性能是相當 良好的。
第二部分則針對五頻天線實際應用到筆記型電腦上的情況，對於天線放置位 置作更進一步的討論，此部分顯示出五頻天線對於環境優秀的適應性。在四種情 況的實作成果中發現，無論將放置位置移往左右兩邊，或是改變接地面型態及大 小，天線本身架構經過些微調整後都能回歸到正常的工作狀態，對頻寬與天線場 型都沒有造成太大的影響。因此，相信本論文提出的全平面五頻天線，能對於筆 記型電腦在無線通訊技術上能有顯著的幫助。
參考文獻
(Reference)
[1] C. Zhang, S. Yang, S. Lee, S. El-Ghazaly, A. E. Fathy, H. K. Pan and V. K. Nair,
“A Low Profile Twin-PIFA Laptop Reconfigurable Multi-band Antenna for Switchable and Fixed Services Wireless Applications,” IEEE MTT-S International, pp. 1209-1212, Hawaii, U.S.A, June 2007.
[2] C. Kuo, K. Wong, and F. Chang, “Internal GSM-DCS Dual-band Open-loop Antenna for Laptop Application,” Microwave and Optical Technology Letters, vol.
49, No. 3, pp. 680-684, Mar. 2007.
[3] X. Wang, W. Chen and Z. Feng, ”Multiband antenna with parasitic branches for laptop applications,” IET Electronics Letters, vol. 43, No. 19, pp. 1012-1013, Sep.
2007.
[4] R. Chatterjee, ”Antenna Theory and Practice,” Wiley Eastern Limited, New Delhi, 1988.
[5] J. D. Kraus, “Antenna,” 2nd. , McGraw Hill, New York, 1988.
[6] L. Setian, “Antennas with Wireless Applications,” Prentice Hall PTR, New Jersey, 1997.
[7] Y. Yoshimura, “A microstripline slot antenna,” IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. MTT-20, pp. 760–762, Nov. 1972.
[8] H.G. Akhavan and D. Mirshekar-Syahkal, ”Approximate model for microstrip fed slot antenna,” IEE Electronics Letters, vol. 30, pp. 1902-1903, Nov. 1994.
[9] L. Zhu, R. Fu, and K. Wu, “A Novel Broadband Microstrip-Fed Wide Slot Antenna With Double Rejection Zeros,” IEEE Antenna and Propagation Letters, vol. 2, 2003.
[10] N. Behdad and K. Sarabandi, “A Wide-Band Slot Antenna Design Employing A Fictitious Short Circuit Concept,” IEEE Trans. on Antenna and Propagation, vol.
53, No. 1, Jan. 2005.
[11] A. S. Abdallalr, L. Yuan-an and Y. E. Molairuned, “Wide-Band Wide-Slot Microstrip Antenna,” Radio Science Conference, pp. 27-30,Qingdao, China, Aug.
2004.
[12] S. I. Latif, L. Shafai and S. K. Sharma, “Bandwidth Enhancement and Size Reduction of Microstrip Slot Antennas,” IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 53, No. 3, Mar. 2005.
[13] C. Marta, A. Eva, V. Alejandro and F. Miguel, “Wideband Radiating Ground Plane with Notches,” Antennas and Propagation Society International Symposium, vol. 2B, pp. 560-563, Washington, DC, U.S.A, July 2005.
[14] N. Oodachi, S. Sekine and H. Shoki, “Broadband folded notch antenna with a parasitic notch,” Antennas and Propagation Society International Symposium, vol.
2B, pp. 553-556, Washington, DC, U.S.A, July 2005.
[15] Z. N. Chen, “Antennas For Portable Devices,” John Wiley & Sons Ltd, England, 2007.
[16] C. Wu and K. Wong, “Internal shorted planar monopole antenna embedded with a resonant spiral slot for penta-band mobile phone application,” Microwave and Optical Technology Letters, vol.50, No.2, pp. 529-536, Feb. 2008.
[17] C. Wu and K. Wong, “Printed Compact S-shaped Monopole Antenna With A Perpendicular Feed For Penta-band Mobile Phone Application,” Microwave and Optical Technology Letters, vol.49, No.12, pp. 3172-3177, Dec. 2007.
[18] C. Lin and K. Wong, “Printed Monopole Slot Antenna for Internal Multiband Mobile Phone Antenna,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol.
55, No. 12, pp. 3690-3697, Dec. 2007
[19] L. Pazin, N. Telzhensky, and Y. Leviatan, “Multi-Band Flat-Plate Inverted-F Antenna for Wi-Fi/ WiMAX Operation,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, accepted for publication in a future issue.
[20] L. Chou and K. Wong, “Uni-Planar Dual-Band Monopole Antenna for 2.4/5 GHz WLAN Operation in the Laptop Computer,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 55, No. 12, pp. 3739-3741, Dec. 2007
[21] http://www.itu.int/net/home/index.aspx