雙面耦合餽入雙頻開路諧振環單極天線對製作參數誤差容忍性

為了要使此雙頻天線能縮小到尺寸最小的情況，所以在前節中敘述過利用雙 面耦合餽入開路諧振環結構，耦合量最大可使開路諧振環的尺寸最小。然而在雙 面餽入的架構下，倒 L 型天線和開路諧振環是透過基板(substrate)互相耦合的，

所以基板的製程參數對此天線有可能會有很大的影響。

圖3.23 介電係數不穩定對雙面耦合開路諧振環單極天線反射損耗的影響

除了 FR4 板的介電係數不穩定外，在業界製作電路板時，常常是使用多層 板佈線，而每一層的 FR4 都很薄，因此上面的佈線的線寬就可很細，進而增加 電路密度而縮小整體電路的尺寸。因此在天線設計中板厚也可能會隨著各家製造 廠層數不同而有些微的變動。

在雙面耦合餽入雙頻開路諧振環單極天線中，是透過基板互相耦合，所以可 想而知基板的厚度也會對此耦合現象造成影響。所以接下來將討論若基板板厚(h) 有些微的變動，是否會對此雙頻天線造成很大的影響，若是變動很敏感，則為了 配合不同佈線方式的電路，每隻天線都要重新模擬調整，將會造成很大的不方 便。在實驗室我們是採用接近一般業界板厚的0.8mm FR4 板。

圖3.24 是在天線整體尺寸不變之下，板厚在 0.8mm 附近做些微變動(板厚由 0.6mm 變化到 0.9mm)，對此雙頻天線反射損耗的影響變動圖。從圖 3.24 中可以 看出此天線對於板厚些微的變動，低頻的共振頻端雖有一點點的偏移，但是匹配 頻段大體上都還是能符合 802.11a/b/g 的需求。所以此天線對於板後些微變動的 敏感度也不高，對於實際應用也是很大的優點。

圖3.24 FR4 板厚些微的變動對雙面耦合開路諧振環單極天線反射損耗的影響

由以上兩圖可以得知本論文所提出的雙頻天線利用便宜的 FR4 板製作是可 行的。當遇到介電係數不穩定，或是要應用在不同系統電路架構而導致板厚有些 微不同時，此天線對於此些些微的變動容忍度還不錯，特性不會改變太多，因此 天線的尺寸可以不太需要重新模擬設計都還是可以符合相同頻段的系統要求。

3.3.2 對位的不穩定性

在實際製作不同面耦合餽入雙頻開路諧振環單極天線時，會有上下層板的對 位問題，在製作過程中或多或少都有可能會有些許的對位不準，而此對位不準也 會影響到此天線耦合量的大小。在3.2 中已經討論過耦合量對此天線頻率上偏移 的關係，然而在此節中我們著重於若在製作過程中，有些微的對位不準是否會對 此天線造成很大的影響。圖3.25 為開路諧振環對於倒 L 型單極天線上下偏移時，

對反射損耗的影響圖。

圖3.25 雙面耦合上下對位不準對天線反射損耗影響圖

在此我們將倒 L 型單極天線的尺寸和位置固定，同時也不改變開路諧振環 的尺寸，只有將開路諧振環相對於倒 L 型天線向上偏移(+)和向下偏移(-)作模擬

測試。可以由圖3.25 中看出符合 3.2 節中的結論，只有在沒有偏移時，耦合量最 Lres=13mm、Wres=7mm、Lmono=7.275mm、Hmono=4.225mm，其反射損耗模擬與實 際量測比較如圖3.27。從圖中可以看出低頻 10dB 頻寬有 220MHz，而高頻 10dB 所列。圖3.30 可以看出在 2.45GHz 在各個平面的場型(total pattern)都接近全向性 (omni-directional)，而從圖 3.31、圖 3.32 在 5.25GHz 和 5.8GHz 時，xz-plane、yz-plane 也是接近全向性(omni-directional)的，所以此天線很適合應用在無線網路上。