提升頻寬的匹配設計

圖 2.4 多頻迴路天線加入 matching pad 後之平面結構圖

此時，多頻迴路天線加入matching pad後平面結構圖如圖2.4 所示，此天

線輻射體體積仍為 40*7*8 mm³，並設計製作在一雙層金屬面的介電材料(FR4)板 上，材料的參數為：相對介電係數（Relative Permittivity）= 4.4，及正切損 耗常數（Loss Tangent）為0.0245，長度100mm，寬度40mm，厚度h =0.8mm。上 層金屬面包含：輻射主體；下層為接地金屬面。饋入點以一cable線經由feeding 端饋入，並在shorting端打一個via接至接地面完成一迴路天線的設計。與2.2.1 節所設計的天線相異之處，為本設計加入了兩片matching pad，其設計位置在接 地面上，如圖2.4所示。

加入matching pad後模擬結果與討論:

圖 2.5 模擬 matching pad 與原始天線之反射損失與頻率之關係曲線 由於2.2.1節所設計之原始天線在低頻的操作頻率範圍在 930 MHz 至 1050 MHz (參考圖2.3) ，以3：1 VSWR作定義，可操作於GSM(890 MHz - 960 MHz) 頻帶，針對超出的頻率範圍 960 MHz至1050 MHz，必需再使用濾波器濾掉其所可 能接收到之訊號或雜訊。因此，此超出的可操作頻段為不必要。經由模擬結果發 現，加入matching pad可改善以上的問題，使得低頻操作的頻率範圍控制在880 MHz 至 960 MHz(參考圖2.5)，重要的是，加入matching pad後，不只使低頻操 作在GSM900的頻段，更大幅度的改善了高頻的兩個mode，使其在6dB頻寬擴增為 1700 MHz- 2700 MHz ， 使 此 迴 路 天 線 完 整 的 涵 蓋 到 GSM900/GSM1800/GSM1900/UMTS2100 四個頻段，距離本章節所要提出的五頻只剩 下GSM850。在不希望改變天線的架構下，於是再做了一項調整使其低頻能夠包含 到GSM850。

(ii) 天線設計(Layout)：

圖 2.6 多頻迴路天線加入 matching pad 和 slot 後之平面結構圖 此時，除了加入matching pad之外，多頻迴路天線在接地面挖了一條slot

後平面結構圖如圖2.4 所示。此天線輻射體體積已變為為 40*10*8 mm³，並設計 製作在一雙層金屬面的介電材料(FR4)板上，材料的參數為：相對介電係數

（Relative Permittivity）= 4.4，及正切損耗常數（Loss Tangent）為0.0245，

長度100mm，寬度40mm，厚度h =0.8mm。上層金屬面包含：輻射主體；下層為接 地金屬面。饋入點以一cable線經由feeding端饋入，並在shorting端打一個via 接至接地面完成一迴路天線的設計。與2.2.2節所設計的天線相異之處，在於 feeding端的位置往下2mm處，挖了一挑寬1mm長25mm的slot做為另外一個調整。

額外加入一slot後模擬結果與討論:

圖 2.7 模擬加入 L_slot 之反射損失與頻率之關係曲線

圖 2.8 加入 L_slot 與 matching pad 之模擬反射損失比較圖

經由上一段的matching pad後，讓我們得知五頻的手機天線中，已大略包含 到四個頻段，但為了不改變主體天線架構的情況下，我們嘗試了在接地面上挖一 slot，希望可以藉由slot使其接地面的邊緣電流路徑拉長，將其低頻的共振頻率 往下調整，即是將GSM900挪移至GSM850，然後觀察其高頻，一如迴路天線的模態 產生兩個倍頻，使其包覆 1710MHz-2170MHz 的頻段，如圖2.8所示，此時我們已 達成了所需求的頻段，接下來只剩下經由開關電路來進行我們的低頻的可調頻效 果。

2.1.3 天線與開關電路的整合(Layout)