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1、手机内置天线知识讲座天线简介1 天线 1.1 天线的作用与地位 无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线,由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线接下来(仅仅接收很小很小一部分功率),并通过馈线送到无线电接收机。可见,天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线也就没有无线电通信。 天线品种繁多,以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。 对于众多品种的天线,进行适当的分类是必要的:按用途分类,可分为通信天线、电视天线、雷达天线等;按工作频段分类,可分为短波天线、超短波天线、微波天线等;按方向性分类,可分为全向天线、定向天线等;按外

2、形分类,可分为线状天线、面状天线等;等等分类。 手机内置天线概况在手机射频器件中,天线属于无源器件,它在手机系统中非常重要,主要是基于以下两个原因,第一是因为天线位于整个手机电路的最前端,它的性能在很大程度上决定了整机的性能,非常重要;第二是由于天线是整个手机电路中唯一需要“量身定做”的器件,不像其他 IC 都是统一的,天线是手机中比较特殊的电子/结构件。 目前,在内置天线的市场主流中,对于每一位手机用户而言,在通话的时候,突然中断总是令人生气,而且,如果接收效果不好,用户会感到不快。对于手机的射频性能来讲,天线的性能极为重要。NOKIA和三星的手机因其自身的ID设计美观和信号好而得到了广泛的

3、消费市场。主要原因是他们的初期方案中就已经包含了天线相关的设计。由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体,提供给天线的空间及内部环境十分合理,所以天线性能优越也在情理之中。所以前期手机厂商和天线厂商之间的协作评估是十分重要的。 反观国内的手机设计,各方面的工程师对天线的认识不足,同时受外形至上和结构方案的制约,到最后来“配”天线,这与包含天线的整体方案设计有本质的区别。往往就导致留给天线的面积和高度不足,或天线周围环境复杂(在天线下面安置喇叭、摄头、振子等元件),造成天线性能下降。实际上,这些我们在评估阶段双方进行有效沟通,手机ID、结构、射频设计兼顾天线和整体性能的基础上,是可以创造优质的手

4、机产品的。天线的基本概念天线是无线移动通信系统中必需的器件,既可以将微波传输线上导行波的电磁能量以电磁波的形式发射出去,也可以将外部电磁波转化为馈线的导行波输送给接收机。从本质上讲,天线是一种换能/转换装置,它是外部空间电波/电磁场与内部电路联系的桥梁和纽带,没有天线也就没有无线通信。 天线的电参数,电参数是衡量天线性能的尺度。如驻波比(VSWR), 方向性系数(Directivity)和增益(Gain)等等,天线的这些电参数将会直接决定和影响整个系统的性能指标,对于手机而言,会影响手机的 TRP(Total Radiation Power),TIS(Total Isotropic Sensi

5、tivity)等等。1. 反射系数,驻波比(VSWR)与回波损耗(Return loss) 天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波。匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用哪一个纯属于个人习惯。在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。 反射系数:反射系数是反射波电压(或电流)与入射波电压(或电流)的比值。反射系数也可以表达为 如果 传输线反射系数 一定不为 0,此时天线输入端的电压与电流均有入射波与反射波叠加引起,定义电压振幅最大值与振幅最小值的比为电

6、压驻波比VSWR(Voltage Stand Wave Ratio): 由上面的公式同样可以看出 VSWR 与反射系数的模 有一一对应的关系。反射系数既有幅度又有相位,是一个复数,一般情况下没有特殊说明,都是指幅度。符合能量守恒定律,发射波的能量不会大于入射波。由于反射系数使用不太方便,人们引入另外一个量,反射损耗(Return Loss): 反射系数 ,VSWR 与 Return Loss,是用来衡量天线匹配优劣的三个参量,三个参数之间有固定的数值关系,使用哪一个纯属于个人习惯。在天线测试报告中,用的较多的是驻波比和回波损耗。 2.天线的效率天线效率是表示能量转换的有效程度,天线的效率定义为

7、天线辐射功率与输入功率之比:传输效率等于馈线输送给天线的能量除以输入的能量现需要指出的是 并不等于天线辐射的能量 , 因为送给天线的能量 中的一部分被损耗(包含导体损耗,介质损耗,表面波损耗等等),另外一部分被存储,只有其中的一部分 通过天线发射出去。3.天线的极化天线向周围空间辐射电磁波,电磁波由电场和磁场构成。电磁波的极化是指天线在最大辐射方向上电场矢量随时间的变化方向。当电场强度变化方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度变化方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。根据电场矢量的端点轨迹形状,电磁波的极化分为三种:线极化,圆极化,和椭圆极化,其中线极化又分为垂直线极化和水平

8、线极化,圆极化分为左旋圆极化与右旋圆极化,椭圆极化分为左旋椭圆极化与右旋椭圆极化。与此相对应,天线也分为三种:线极化天线,圆极化天线和椭圆极化天线。当天线接收电磁波时,天线的极化特性必须与被接收的电磁波的极化特性一致。否则只能收到部分能量,甚至完全不能接收。垂直极化波要用垂直极化天线来接收,水平极化波要用水平极化天线来接收。右旋圆极化波要用右旋圆极化天线来接收,而左旋圆极化波要用左旋圆极天线来接收。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号会变小,也就是说,发生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波,等等情况下,也必然发生极化损失-只能接收到

9、来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波,或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时,天线就完全接收不到来波的能量,这种情况下极化损失为最大,称极化完全隔离。 4.方向性系数发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去,基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。为了定量的描述天线方向性的强弱,定义天线的远区辐射方向上某点的功率密度与辐射功率相同的无方向性天线在同一点的功率密度之比,为天线的方向性系数D (Directivity)不同天线都取无方向性天线作为标准进行比较,因而能够比较出不同天线最大辐射的相对大

10、小。 根据方向性系数的定义以及上面的例子,可以得到以下结论:(1) 方向性是与输入功率、输出功率无关的一个参数,因此也与天线的效率无关,它仅仅描述了天线辐射的功率密度在空间相对的分布情况;(2) 在辐射功率相同的情况下,有方向性天线在最大辐射方向上的功率密度是无方向性天线的D 倍. 但是增加的这部分功率密度也不是凭空而来,而是天线把其他方向上的辐射功率都加强到此方向上的缘故.方向性系数也可以用dB 表示,对称振子的方向性系数为:5.频带宽度天线的所有电参数都和工作频率有关,任何天线的工作频率都有一定的工作范围,当工作频率偏离中心频率时f。时,天线的电参数变差,其变差的容许程度取决于天线设备系统

11、的特性要求。当工作频率变化时,天线的有关电参数变化的程度在允许的范围之内,此时对应的频率范围成为频带宽度。工程上常以通频带与中心频率的比值作为相对带宽。天线带宽主要决定于天线型式和结构。当频率变动时,天线、馈线之间的阻抗不匹配会引起馈线上驻波系数增大。若规定容许驻波系数变化极限,便可确定天线的带宽。对一般线天线,如规定驻波系数为1.52时,其相对带宽约为百分之几;天线带宽可以通过多种技术增大,如使用较粗的金属线,使用金属“网笼”来近似更粗的金属线。对于粗天线,带宽可达百分之几十。 手机天线的基本概念及测试原理天线设计公司对天线调试完成后,相应都会出具一份测试报告,可以通过报告中天线参数(测试指

12、标)判断天线性能的优劣,决定是否可以接受当前的天线性能一份完整的天线测试报告,应该包括无源参数和有源参数。当然根据测试的目的,一些参数在报告可以不予体现。1. VSWR 与 Return Loss VSWR 与 Return Loss 是一个非常重要的指标,它是天线调试过程中第一个需要测试的参数,它的重要性体现在以下两个方面: 1) 直接决定天线的传输效率,间接影响天线的辐射效率: 2) 直接决定导行波反射能量的大小,潜在影响 PA 的寿命: 在 PA 的 Spec 中都有一个参数 Load Pull,它允许 PA 在一定的负载失配情况下可以正常工作,尽管如此,如果 VSWR 太大,从而导致反

13、射能量太大,这一部分能量必然会重新返回 PA。由于导行波的反射而导致的能量损耗为 ( 符合能量守恒定律,反射和传输部分之和为1),如果 PA 长期工作在这种不匹配状态,必然会缩短PA 的寿命。下表 给出 VSWR,Return Loss,Reflection Coefficient 与天线传输效率 之间的关系,。VSWR 只反映了传输给天线那部分能量的大小,至于这部分能量中又有多少能量(辐射效率)集中辐射到哪个方向(增益 Gain),则需要根据其他天线参数来判断。VSWRReturn loss 增益是一个比较全面衡量天线性能的参数,它等于方向性系数与辐射效率的乘积即: Gain(dBi):在相

14、同的输入功率下,天线在空间某点的辐射功率与理想无方向性点源天线在同一点的功率的比值,该增益单位为dBi,手机天线厂家提供的天线测试报告中的增益一般以dBi 为单位。 Gain(dBd):在相同的输入功率下,天线在空间某点的辐射功率与理想半波偶极子天线最大辐射方向上功率的比值,该增益的单位为dBd。特别指出,几乎所有的手机天线都是一种弱方向天线,因为手机天线狭小的空间导致既不能像八木宇田(Uda-Yagi)天线那样利用反射器和引向器将能量集中到某一方向,也不像喇叭天线那样能产生特定口径场分布。 手机天线的方向性系数基本在2-3dB数量极,无论怎样刻意设计,手机天线也不能达到很强的方向性。 增益分

15、为最大增益(peak gain)和平均增益(average gain)。需要特别指出的是这里的 Peak Gain 是手机最大辐射方向上的增益,一般情况下最大增益只存在 E1,E2 或 H 面其中的一个面或两个上。2增益(Gain)与方向图(Pattern) 由此得到一个重要的结论,任何天线在整个球面上的平均增益等于辐射效率。下表给出某天线的平均增益和最大增益值,以做参考:暗室测的增益方向图:3.天线效率对于内置双频、三频天线,一般要求天线辐射效率 下图为暗室测试的天线效率图,可做了解4.极化天线的极化方向与天线的位置相关,譬如垂直放置的半波振子极化方向为垂直方向,而水平放置的半波振子的极化方

16、向则为水平方向。卫星地面接收站天线和基站天线在工作中其姿态(位置)保持不变,从而可以确定其极化方式,而手机在使用过程中,天线可能处在任何状态,其极化方向也是不确定。同时由于手机天线设计的多样性,导致极化方式很难直接确定,虽然手机天线设计对极化方式没有要求,但在实际应用过程中不会影响电磁波的发射和接收。基站天线的极化方式多为垂直极化,但电磁波在传输过程中会发生的反射、折射、散射和绕射都会影响到电磁波的极化方式,到达手机处的电磁波为包含多种极化的多径信号,因此无论手机处在任何状态,都会接收到来自基站的信号。前面提到的天线参数都是无源参数,手机不需要加电工作,一般情况下我们要对手机进行有源测试,并以

17、有源测试数据位准。手机正常工作,与综测仪进行无线连接。有源指标包含EIRP,EIS,TRP 和TIS 等,特别指出,有源指标与天线无源指标有很大关系,尤其是EIS 和TIS,与整个手机系统的电磁兼容(EMC)有非常大的关系。5.等效全向辐射功率(EIRP: Effective Isotropic Radiation Power)和等效全向灵敏度(EIS: Effective Isotropic Sensitivity)该参量定义为天线的输入功率和增益的乘积,一个输入功率为2W(33dBm),在某方向增益为.0.5dB的天线,他的EIRP为20.5=1W如果天线最大增益为-2dB,则相对应的最大

18、辐射方向的EIRP为 灵敏度(Sensitivity)是衡量接收机性能的一个重要指标,它是在满足一定误比特率条件下,接收机所能接收到的最小信号的强度。灵敏度分为传导灵敏度(Conducted Sensitivity和无线灵敏度(Wireless Sensitivity),前者通过RF Cable直接与手机电路上的Switch CoaxialConnector相连接,后者通过天线与手机无线连接。等效全向灵敏度EIS 为无线测试条件下某一接收方向上的灵敏度:S 是传导灵敏度, NF a 是等效噪声系数,G 是天线的增益.如果手机天线灵敏度比较差,可以通过以下方法确认是否由于天线性能差引起的。(1)

19、可以通过天线的无源指标,VSWR,Gain,effenciency来判断。如果以上数据还好,基本可以判断天线性能良好,排除天线的这个因素。(2)可以通过RX level来判断。如果回报值比较高,但是EIS比较差,那就是手机系统存在干扰。从公式上看的话,就是等效噪声系数 太大。 天线在接收有用信号的同时,必然会接收到杂散和干扰信号,降低接收系统的灵敏度。 为绝对参考温度,它针对高斯白噪声功率, 则为天线的等效噪声温度,它对应进入接收机的杂散和干扰功率。天线等效噪声温度不是天线的温度而是对被天线接收到的噪声功率的一种度量。手机天线的噪声指手机系统产生的杂散和干扰,这种干扰往往会恶化系统性能。手机电

20、路中的高速数据线,低位的地址线,电源线如果处理不当,都会导致EMC 问题的出现。(例如FPC线,speaker线等)如果出现这些情况,应该有手机射频工程师来解决,而不是天线工程师解决。6. 总辐射功率(TRP: Total Radiation Power) 和总各向同性灵敏度(TIS: TotalIsotropic Sensitivity)TRP(Total Radiated Power):通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况,跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。TIS(Total Isotropic Sensitivity):反映在整个

21、辐射球面手机接收灵敏度指标的情况。它反映了手机整机的接收灵敏度情况,跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关,还与天线的周围环境有关。我司的天线性能指标对于不同的机型有不同的要求,见上海鼎为PCBA项目塑壳(金属壳)天线标准加人头,手测试后,天线的性能会发生很大变化。7.SAR比吸收率SAR(Specific Absorption Rate)是目前用来评估移动电话等射频发射装置电磁辐射大小的度量。在外电磁场的作用下,人体内将产生感应电磁场,由于人体各种器官为有耗介质,因此体内电磁场将会产生电流,导致吸收和耗散电磁能量。生物剂量学中常用SAR 来表征这一物理过程。SAR 的意义为单位质量的人体组织

22、所吸收或消耗的电磁功率,单位为W/kg。公式为:SAR的测试系统: SAR 限值北美和欧洲两者采用不同的限值以瓦特/每千克(W/kg)或毫瓦/每克(mW/g)来表示。美标:1克的平均值1.6 W/kg;欧标10克的平均值2.0 W/kg。 如果SAR 超标,一般不是天线的问题,而是结构设计不合理造成,天线的功能就是将电路中传输的导行波尽量辐射出去。一般情况下降低SAR值的方法如下:(1)选用合适的天线形式,最为重要。比如内置天线中的Monopole 具有效率高但SAR 较高的特点,因此在使用之前就应该对此有所认识,即Monopole 和人脑的耦合效应较强。PIFA 天线综合性能较好,由于其靠近

23、人脑的一侧被PCB 的地遮挡,其高频频段在人脑方向比最大辐射方向有5-6dB的衰减,因此PIFA 天线的SAR 值比较低,是内置天线中比较理想的天线形式。(2)在天线的设计之初就考虑SAR 问题,主要在结构问题上进行设计,结合手机的结构选用合适形式的天线,保证天线性能的同时还满足通过SAR 指标,比如采取将天线放置于PCB 的底部等措施。 (3)在设计后期发现SAR 测试超标,可通过调低天线性能的方式解决,如使用损耗稍大的材料等方法,这需要与天线厂家配合进行。(4)更改天线走线方式,调整方向图等措施。另外几乎不可能通过改变天线的方向性来降低天线向人脑方向的辐射,因为手机天线是一种弱方向性天线,

24、无论怎样刻意设计,都不会产生强的方向性,天线的方向图是很大一部分是由手机主板来决定的。(5)在标准允许的情况下,降低PA 的输出功率。8.天线的人头,手测试将手机固定在SAM head Phantom(人头模型)确定位置,SAM head Phantom 固定在测试系统的转台上,完成天线的各种有源指标的测试(EIRP,EIS,TRP 和TIS)下图为人头,手测试的图片下表列出了加了人头手和自由空间状态下天线的测试对比情况:Phantom 测试情况下天线效率下降很严重,由下面两方面原因导致,其一是人头对电磁波的吸收导致效率下降,其二是人体的影响使天线阻抗发生变化,使阻抗失配从而导致很大一部分电磁

25、能量反射回电路。9.手机天线的测试系统微波暗室微波暗室 微波暗室,亦称无回波室、吸波室、电波暗室。当电磁波入射到墙面、天棚、地面时,绝大部分电磁波被吸收,而透射、反射极少。微波也有光的某些特性,借助光学暗室的含义,故取名为微波暗室。 微波暗室是采用吸波材料SA作和金属屏蔽体组建的特殊房间,它提供人为空旷的“自由空间”条件。在暗室内做天线、雷达等无线通讯产品和电子产品测试可以免受杂波干扰,提高被测设备的测试精度和效率。随着电子技术的日益发展,微波暗室被更多的人了解和应用。微波暗室就是用吸波材料来制造一个封闭空间,这样就可在暗室内制造出一个纯净的电磁环境,以方便排除外界电磁干扰。微波暗室材料可以是

26、一切吸波材料,主要材料是聚氨酯吸波海绵SA(高频使用),另外测试电子产品电磁兼容性时,由于频率过低也会采用铁氧体吸波材料。微波暗室的主要工作原理是根据电磁波在介质中从低磁导向高磁导方向传播的规律,利用高磁导率吸波材料引导电磁波,通过共振,大量吸收电磁波的辐射能量,再通过耦合把电磁波的能量转变成热能。现在国内用的较多的测试系统均为3D测试系统,一般的为法国的Satimo(近场)测试系统,SATIMO近场测试的天线系统精确度不高,测试时间较短,适合设计使用,对暗室尺寸没有硬性要求 美国的ETS远场测试系统,精度高、速度慢,需要全尺寸暗室。国内有仿ETS测试系统。远场:设D为待测目标的最大截面尺寸,

27、r为发射天线与待测目标的距离,则当r 2De2时(为波长),可近似认为投射到待测目标上的电磁波是平面电磁波。SATIMO测试系统图片如下:该天线测试系统主要测试手机天线的有源和无源指标:天线是一个无源器件,在微波暗示中可以测量的无源指标:如1.方向性:2.增益:3.天线效率。手机工作状态下,通过天线收发信息,利用微波暗室测试有源指标:如辐射功率TRP,接收灵敏度TIS等satimo测试系统的测试原理:SG24天线测试系统采用24个探头,对手机天线的辐射性能进行电子扫描,再通过电脑采集预设坐标点上功率、灵敏度数据,通过配置的软件计算出TRP/TIS,从界面输出数据,供我们参考分析。手机天线分类及

28、环境要求目前手机采用的主流天线有:1、PIFA天线2、Monopole天线3、IFA天线4、其他类型PIFA天线PIFA天线是微带天线演变而来。很多的英文资料介绍Patch Antenna,最简单的patch天线是一个金属片平行放置于地平面上,用同轴线或者微带线馈电即可。其辐射主要靠边缘场。假设该天线平行于大地放置,其形状为矩形,长边左右摆放,长边的长度为1/4波长。如果左边缘的场是从patch到地,那么右边缘刚好反向从地到将左右两个边缘的电场分解成水平和垂直分量,你会发现垂直分量抵消,水平分量加强。这样将会产生平行于地平面的线极化远场。就手机而言,pifa天线的主极化一般是平行于手机主地平面

29、。此时,可以得到两个基本结论,1)这种天线的谐振波长为贴片长边的4倍(实际中请考虑介质的波长缩短效应,正比于1/sqrt(epsilon);2)这种天线的辐射主要靠边缘。而边缘的场越往外倾斜,辐射越好(开放场)。这就是为什么PIFA天线的高度如此重要的原因。加一个接地片(很多加在馈电附近)后,从微观角度来看贴片上的电流将改变流向,部分电流从右侧会流回来再回到地。这样天线的谐振频率就会降低,一般波长会在4倍于贴片长边和短边之和左右(同样要考虑波长缩短效应)。从另一个角度来说,馈电柱与短路柱是一段双线传输线。它将变换天线的阻抗。是一种变压器效应,它将部分容抗变换成感抗,从而使整个天线形成谐振。这段

30、线越长(极限是长到1/4波长)其变化效果越明显(越敏感,实际中就是天线的高度增加)。当改变馈电柱和短路柱的横向尺寸或者他们之间的距离时,实际上你是在改变该段传输线的特征阻抗。也就相应地改变变换公式中平方的那部分。这就是为什么我们常说馈电电和短路的改变将比较大的改变天线的阻抗。同时也是为什么说PIFA天线一般可以不要匹配电路可以优化的(事实上,加匹配有时候会反而降低天线的传输性指标)。PIFA最重要的三个参数W,L,H,其中H决定天线带宽与辐射效率。W、L决定天线的电长度和带宽。手机主板的长度对天线低频性能有较大影响,主板宽度对高频性能有较大影响.右图可以明显看出手机主板长度对天线性能影响的天线

31、焊盘应该不小于2mm*3mm;接地点应该靠边缘,馈点在接地点的内侧,接地点和馈点的中间间隔1mm,馈点周围1mm区域要完全镂空馈点方要完全净空。Vertically polarised gain dBi-9-8-7-6-5-4-3-2-1095908580757065605550454035302520gainchassis length mmMonopole天线monopole中文意思为单极子,然而其实际工作原理并不如其名字一样。先从短偶极子说起,其两臂上的电荷一正一负并成正弦变化时,也就产生了交变电流(场),对外辐射。半波振子,上下臂各四分之一波长。上下臂的电流大小对称流向相同(正负电荷成

32、对),电流强度分布是从中间馈电点处向两端点逐步由大到小。馈点处电流最大,电阻(因为正好谐振没有电抗)最小。这样的天线为平衡天线(天线上电流上下臂平衡)。现在去掉偶极天线的一臂,将另一臂换成无穷大地,大地对场的反射,根据镜像原理,一正电荷将在其镜像处感应出一负电荷,此时,天线的上臂将产生一镜像,该镜像上的电流分布完全等同于偶极天线的下臂,在这种情况下,我们称这种天线为单极天线。对于无穷大地其辐射图等同于偶极子。如果将地逐步缩小,将无法形成理想镜像,下面地的电流分布将发生变化。现今的手机,体积越来越小,机体再不能看成是大地,机体越小,手机中的单极天线受手机影响越大,因为手机俨然成为了天线的另一臂了

33、。这种天线是非平衡天线。天线(系统)上电流分布将明显受手机体的影响。当手机的最大尺寸小于系统最小频率的四分之一波长时,天线系统将无法在该频点处产生谐振。如AMPS、PCS双频系统设计,AMPS频段就要求机体长度至少达到824MHz的四分之一波长。手机越小,天线越容易受翻盖的影响,等等。如图所示,辐射体面积300350mm2与PCB主板最大距离(高度)34mm。天线与主板只有一个馈电点。净空区域要在610mm。天线周围内不能有马达,SPEAKER、RECEIVER 等较大金属或磁性物体。馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;馈点应该靠边缘。3mmPIFA和monopole在设计上的区别PIFA m

34、onopole 天线的性能取决于天线的高度、面积天线的性能取决于净空区域、面积 对周围金属和磁性器件敏感度比单极天线低 对周围金属和磁性器件比较敏感 - 天线不能和receiver重合 手机正面的金属装饰件没有限制,但是不能包住馈点 手机正面的金属装饰件不能和天线重合 IFA天线 一种PIFA和Monopole天线的延伸,天线区域的主板设计要遵循单极天线的要求,天线设计则要遵循PIFA天线设计要求。 IFA天线设计高度上要比PIFA低些(后面会讲到),环境要求则要比Monopole不那么苛刻。所以一般现在的超薄手机比较常用这种天线设计。 IFA其实也是一种monopole天线,接地脚其实是调试

35、匹配,为分布参数电路,另一种调试匹配为集中参数电路。接地点馈点净空净空其他类型1、耦合天线 多用与多频段天线形式,一般只对高频影响明显,可以增加高频1倍的带宽。是多频段天线常采用的一种天线形式。 含有寄生单元的天线分为馈电激励单元和耦合寄生单元两部分。受激单元被馈电后向空间辐射电磁波,使寄生单元中产生感应电流从而也产生辐射,寄生单元相对于受激单元的的电流幅度及相位关系依赖于该寄生单元的调谐(调整两个谐振频率相互靠近时,天线在工作频率上的带宽可增加)。2、FICA 也是一种多频段天线形式,是MOTO的设计专利。设计难度很大,一般在国产手 机上不采用。本天线的特点是高频带宽比较大,是做三频、四频等

36、内置天线的首选。该天线占的面积理论上是PIFA 天线的一半左右,可以避开大的金属元器件。该天线物理结构特点是曲折的长微带线双条并行,保持两条微带之间的距离会对天线的参数有影响。1,要求天线所占平面的下方要铺满地铜箔,并且天线正下方不能有大的元器件。2,天线的高度要6-8mm3,天线的馈电点比较有特点,两个馈电点可以较远。安排馈电点的原则是在PCB 的顶端或边缘,两个馈电点到天线弹片的尾端长度一般要对称相等。4,天线的周围机壳上的处理不要有金属饰物和导电漆。耦合天线 接地点馈点接地脚 馈电脚 一些手机天线图片直板机,翻盖机和滑盖机的天线评估直板机,翻盖机和滑盖机的天线评估天线只有在一定的高度面积

37、情况下,才可能达到一个好的性能。要达到我司的天线标准,要求的天线空间请参考天线设计环境说明。该参考设计只是个参考,遇到一些具体的项目还需要根据天线周边的环境再进行仔细评估 直板机PIFA天线一般布局在上端,受人体影响小。PIFA天线下方常有较多的器件:Speaker,Receiver,camera等。Speaker和receiver的影响可以通过串联电感的方式来降低,元件位置必须尽量靠近引线PAD(约1mm);Camera的影响可以通过接地,或者将camera的FPC线用导电布包起来接地等方式来解决。天线周围的元器件对天线灵敏度会有一定的干扰,因此speaker,motor,receiver等线要尽量短,camera的FPC尽量上下两层均有银浆包起来,FPC线也要短,这样可以减少这些器件对天线性能的影响。 考虑到手机厚度的问题,部分PIFA天线通过镂空主板地,PCB板下方连接金属片作为参考地的方式来满足PIFA天线高度要求。这种设计须注意两个问题:一是天线到实际主板的高

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