手機(jī)天線設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、目 錄Table of Contents 1手機(jī)天線基本知識(shí)71.1移動(dòng)通信奴才手機(jī)天線的要求71.2手機(jī)天線的分類和性能對(duì)比7分類7外置天線的情況7內(nèi)置天線的情況10內(nèi)置天線與外置天線電特性與成本比較11綜合111.3手機(jī)天線的指標(biāo)意義121.4手機(jī)天線應(yīng)用中需注意的問(wèn)題14手機(jī)天線與射頻前端的配合問(wèn)題14導(dǎo)電體對(duì)天線特性的影響14人體對(duì)手機(jī)天線特性的影響18手機(jī)天線對(duì)SAR(scatter absorb rate)的影響181.5天線的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試設(shè)備介紹19天線的測(cè)試項(xiàng)目19手機(jī)天線的測(cè)試設(shè)備191.6手機(jī)天線與手機(jī)電路的連接方式221.7各種手機(jī)天線的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)22螺旋天線22P

2、CB板螺旋天線22PIFA天線22微帶貼片天線231.8手機(jī)天線多頻實(shí)現(xiàn)26外置天線多頻的實(shí)現(xiàn)方式26微帶天線多頻的實(shí)現(xiàn)方式291.9HDA(高介質(zhì))天線351.10各手機(jī)廠家所用天線情況352手機(jī)天線的選型與手機(jī)設(shè)計(jì)的配合問(wèn)題392.1內(nèi)置天線選型與手機(jī)設(shè)計(jì)392.2外置天線選型與手機(jī)設(shè)計(jì)402.3手機(jī)天線選型的一般原則403現(xiàn)有手機(jī)天線的廠家情況分析與合作建議413.1現(xiàn)有手機(jī)天線廠商和技術(shù)規(guī)模對(duì)比413.2天線廠商的選擇策略433.3手機(jī)天線廠家的一般的合作過(guò)程44表目錄 List of Tables表1 XX表 Table 1 XX2圖目錄 List of Figures圖1 螺旋天線

3、8圖2 PCB板螺旋天線8圖3 介質(zhì)振蕩天線9圖4 用在手機(jī)上的PIFA天線10圖5 一種寬帶微帶貼片天線10圖6 用于藍(lán)牙的陶瓷天線11圖7 PIFA的基本形式23圖8 最簡(jiǎn)單的外置雙頻天線27圖9 最簡(jiǎn)單的螺旋雙頻天線27圖10 簡(jiǎn)單雙頻一體化螺旋天線28圖11 螺旋多頻天線設(shè)計(jì)28圖12 內(nèi)置與外置天線結(jié)合實(shí)現(xiàn)雙頻天線29圖13 感抗加載雙頻天線30圖14 探針饋電的槽加載貼片天線(線極化)30圖15 探針饋電的單凹槽天線30圖16 探針饋電的雙凹槽天線31圖17 帶有短路銷釘?shù)碾p頻三角形貼片天線,能提供的頻帶比較大。31圖18 單層多貼片雙頻天線(1)31圖19 單層多貼片雙頻天線(1

4、)32圖20 自雙工雙頻天線32圖21 十字形子陣雙頻天線33圖22 寬帶雙極化天線形式,頻率:17001980MHz33圖23 PIFA天線及其雙頻形式34圖24 另一種PIFA雙頻天線的平面表示34圖25 PIFA雙頻天線三維示意圖34圖26 PIFA形式的三頻天線35圖27 NOKIA 8210的天線35圖28 NOKIA 6210天線36圖29 愛(ài)立信337的天線36圖30 愛(ài)立信T28S的天線37圖31 MOTO V60天線37圖32 MOTO V120 CDMA天線38圖33 一各特殊的天線(閃光天線)39手機(jī)天線選型指導(dǎo)書(shū)關(guān)鍵詞Key words:摘 要Abstract:縮略語(yǔ)清

5、單List of abbreviations: Abbreviations縮略語(yǔ)Full spelling 英文全名Chinese explanation 中文解釋W(xué)HIP可伸縮鞭狀天線1 手機(jī)天線基本知識(shí)1.1 移動(dòng)通信對(duì)手機(jī)天線的要求天線最主要的功能在于轉(zhuǎn)換兩種不同傳播介質(zhì)中的電磁波能量。在能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中,會(huì)出現(xiàn)收發(fā)信機(jī)與天線及天線與傳播介質(zhì)之間的不連續(xù)接口。在無(wú)線通訊系統(tǒng)中,天線必須依照這兩個(gè)接口的特性來(lái)做適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),以使得收發(fā)信機(jī)、天線以及傳播介質(zhì)之間形成一個(gè)連續(xù)的能量傳輸路徑。移動(dòng)通信手機(jī)對(duì)天線的要求:外在要求:天線尺寸小,重量輕,剖面低,攜帶方便,機(jī)械強(qiáng)度好電性能要求:水平面要求

6、有全向輻射方向圖,頻帶寬,效率高,增益高,受周圍環(huán)境影響小,對(duì)人體輻射傷害小1.2 手機(jī)天線的分類和性能對(duì)比1.2.1 分類傳統(tǒng)的手機(jī)天線可以根據(jù)天線所處的位置分為外置天線和內(nèi)置天線兩大類。手機(jī)天線按傳統(tǒng)的天線單元形式可分為:?jiǎn)螛O天線螺旋天線PCB印制螺旋天線微帶貼片天線縫隙天線IFA天線和倒L天線PIFA陶瓷天線其中前三種一般是外置天線,后面的幾種是內(nèi)置天線。1.2.2 外置天線的情況外置天線的的優(yōu)點(diǎn)是頻帶范圍寬、接收信號(hào)比較穩(wěn)定、制造簡(jiǎn)單費(fèi)用相對(duì)低;缺點(diǎn)是天線暴露于機(jī)體外易于損壞、天線靠近人體時(shí)導(dǎo)致性能變壞、不易加諸如反射層和保護(hù)層等來(lái)減小天線對(duì)人體的輻射傷害、同時(shí)對(duì)于FDD的系統(tǒng),接收和

7、發(fā)送必須使用不同的匹配電路。傳統(tǒng)的外置天線一般為單極天線,雖然制作簡(jiǎn)單,但是尺寸較大,不便于攜帶。一般采用螺旋天線來(lái)降低天線的尺寸(法向螺旋),另外現(xiàn)在也開(kāi)始使用印制在PCB的螺旋天線來(lái)得到更小尺寸與各種形狀的外置天線。圖1 螺旋天線圖2 PCB板螺旋天線這種天線還有許多種變形形式,能夠?qū)崿F(xiàn)多頻、寬帶的要求,有很強(qiáng)的靈活性,因此在外置天線中,此類天線的應(yīng)用越來(lái)越廣。拉桿天線:一般是采用一節(jié)1/4波長(zhǎng)螺旋和一節(jié)1/2波長(zhǎng)螺旋構(gòu)成,需要介質(zhì)棒去耦,用來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)的高增益,在手持情況下,其增益可增加6dB以上。另外還有一種所謂的介質(zhì)天線,中長(zhǎng)介質(zhì)天線是一種漏波天線,其輻射特性為端射,而此處的介質(zhì)天線可

8、能是類似單極天線的天線,其通過(guò)介質(zhì)諧振器的原理工作來(lái)輻射信號(hào),可以使天線的體積大大減小,如果如此,此天線的Q值高,帶寬窄,寬帶與多頻均不易實(shí)現(xiàn),應(yīng)不會(huì)有多少應(yīng)用。下面是其基本介紹:介質(zhì)振蕩器天線由高介電常數(shù)、低損耗的材料制成,其好處是:尺寸小,帶寬可在110內(nèi)可調(diào),無(wú)導(dǎo)體損耗,天線效率高,可產(chǎn)生多種模式,低次模帶寬好一些,高次模增益大。如果介質(zhì)振蕩器的尺寸足夠小,也是可以內(nèi)置于手機(jī)中的。圖3 介質(zhì)振蕩天線綜述:?jiǎn)螛O天線由于其要求的長(zhǎng)度長(zhǎng),一般不使用。拉桿天線雖然有效增益高,電性能較好,但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,同時(shí)需要使用記憶金屬作材料,因此價(jià)格較貴,除北美等少數(shù)地方外,應(yīng)用較少,我們不考慮使用。螺旋天線

9、以其良好的輻射特性、小體積、頻帶擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)的特性成為外置天線的的主流,但其體積還是較大,同時(shí)形狀固定,不適合手機(jī)造形設(shè)計(jì)等特殊要求。PCB形式的螺旋天線比普通螺旋天線的體積更小,天線形狀是扁平特性的,同時(shí)此類天線的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的靈活性,應(yīng)用漸多。在外置天線的應(yīng)用中螺旋天線還是第一選擇,其次是PCB形式的螺旋天線。1.2.3 內(nèi)置天線的情況內(nèi)置天線的特點(diǎn):可以做得非常小,不易損壞;可以將其安放在手機(jī)中遠(yuǎn)離人腦的一面,而在靠近人腦的部分貼上反射層、保護(hù)層來(lái)減小天線對(duì)人體的輻射傷害??梢园惭b多個(gè),很方便組陣,從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)天線的智能化,這一點(diǎn)對(duì)未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常有用。內(nèi)置天線的形式特別多,包

10、括微帶貼片天線、縫隙天線、IFA天線和倒L天線、PIFA、陶瓷天線等等。PIFA是現(xiàn)在使用得最多的一種內(nèi)置天線,其由倒F線天線演變而來(lái),具有體積小,增益高,剖面低,帶寬相對(duì)較寬的特點(diǎn),是在手機(jī)天線中使用得最多的天線。 圖4 用在手機(jī)上的PIFA天線貼片天線與縫隙天線也是使用得較多的內(nèi)置天線,貼片天線與縫隙天線可通過(guò)巴俾涅原理互換。圖5 一種寬帶微帶貼片天線PIFA與貼片天線將后面進(jìn)行一定的分析。陶瓷天線是一種特別小型化的天線。陶瓷天線的種類可分為塊狀陶瓷天線與多層陶瓷天線,前者是使用高)將整塊陶瓷體一次燒結(jié)完成后再將天線的金屬部份印在陶瓷塊的表面上;后者則采用低溫共燒(LTTC)的方式將多層陶

11、瓷迭壓對(duì)位后再低溫?zé)Y(jié),所以天線的金屬導(dǎo)體可以依設(shè)計(jì)需要印在每一層陶瓷介質(zhì)層上,故可有效縮小天線所需尺寸,并能達(dá)到隱藏天線設(shè)計(jì)布局的目的。 圖6 用于藍(lán)牙的陶瓷天線一般地,陶瓷天線只在要求天線尺寸極度小的情況下使用,現(xiàn)在在藍(lán)牙設(shè)備中有應(yīng)用。其增益低,效率低,頻帶窄,而且成本高,在手機(jī)中使用還需假以時(shí)日。1.2.4 內(nèi)置天線與外置天線電特性與成本比較一般情況,外置天線的駐波比可以做到2,增益可以做到0-1dBi。對(duì)于內(nèi)置天線,駐波也可以做到3之內(nèi),增益了可做到0-1dBi。在手機(jī)天線中,天線增益并不重要,其平均有效增益才重要,基本的結(jié)論,外置天線的平均有效增益比一般的內(nèi)置天線大2dB左右。內(nèi)置天

12、線的效率是達(dá)不到外置天線的水平的。手機(jī)天線選擇時(shí)不能被PEAK GAIN有欺騙,實(shí)際的平均有效增益小于此值,同時(shí)與手機(jī)設(shè)計(jì)息息相關(guān)。外置天線手機(jī)天線價(jià)格為2.54元左右。而且內(nèi)置天線比較貴,大概從320元都有。1.2.5 綜合根據(jù)上述的介紹,天線的分類和性能比較如下: 天線類型外置天線內(nèi)置天線單極子天線螺旋天線PCB形式的螺旋天線PIFA天線貼片天線縫隙天線陶瓷天線價(jià)格比較拉桿天線價(jià)格比較貴。價(jià)格便宜價(jià)格便宜價(jià)格便宜很少用很少用價(jià)格便宜電性能比較外置天線的駐波比可以做到2,增益可以做到0-1dBi。內(nèi)置天線,駐波比就比較差了。一般在6左右。增益了可做到0-1dBi。電性能一般,主要是平均效率比

13、較差。用途說(shuō)平目前,手機(jī)上外置天線,螺旋天線是主流,主要的原因是可以降低天線的尺寸。而柔性PCB的螺旋天線是將來(lái)的發(fā)展方向。手機(jī)上的內(nèi)置天線,PIFA是現(xiàn)在使用得最多的一種內(nèi)置天線。主要是體積小,增益高,帶寬比較寬。一般用在BT,wlan和GPS上。在PHS上也有應(yīng)用。1.3 手機(jī)天線的指標(biāo)意義天線輸入阻抗:天線的輸入阻抗是以收發(fā)機(jī)與天線間的接口往天線端看入所得到的阻抗值。這一數(shù)值對(duì)天線的輻射效率,天線的帶內(nèi)增益波動(dòng),天線前端的功率容量有很大的影響。手機(jī)天線是一種駐波天線,天線的阻抗不匹配,將導(dǎo)致大量的信號(hào)反射,使天線的輻射效率降低,同時(shí)由于反射的影響使得天線在寬頻帶內(nèi)的增益有抖動(dòng),如果天線的

14、駐波為6,手機(jī)前端的擊穿電壓將降為原來(lái)的1/6,而功率容量就會(huì)下降。手機(jī)天線駐波對(duì)天線效率的影響不可不慎。天線的駐波要求,我們目前統(tǒng)一要求為小于3。 工作頻率與工作帶寬 天線的帶寬是指滿足天線全部指標(biāo)的頻帶范圍。工作頻率是指天線帶寬范圍內(nèi)的所有頻率。工作帶寬由多個(gè)指標(biāo)來(lái)限定,因此需取其中帶寬最窄的帶寬,手機(jī)天線中,方向圖帶寬,極化帶寬等因素所限定的帶寬大于阻抗帶寬,因此在手機(jī)天線中一般以滿足所要求駐波的帶寬范圍作為天線的工作帶寬。波束方向圖 天線波束方向圖是用來(lái)描述由天線所輻射出的能量與空間中任意位置的相互關(guān)系,藉由方向圖可以得知由天線所輻射出來(lái)的電磁波在空間中每一個(gè)位置的相對(duì)強(qiáng)度或絕對(duì)強(qiáng)度。

15、毫無(wú)疑問(wèn),手機(jī)天線的水平方向圖要求是全向的,實(shí)際上手機(jī)天線的波束方向圖并不重要,主要是在手機(jī)的使用過(guò)程中,此時(shí)手機(jī)天線的輻射特性與單天線的輻射特性是不相同的。手機(jī)天線的方向圖只要求水平面近似為全向即可。方向性與天線增益天線的方向性與其波束方向圖有關(guān),所以方向性也是方位角的函數(shù),其定義如下: D(,)=【天線在(,)方向上的輻射強(qiáng)度】/【全向性天線的輻射強(qiáng)度】 在實(shí)際的應(yīng)用上,由于必須考慮天線本身的輻射效率問(wèn)題,故通常都以天線增益的大小來(lái)代替指向性,兩者之間的關(guān)系為: G(,)=eD(,) 其中,天線的輻射效率高低與電磁波輻射過(guò)程中所損失的能量多少有關(guān)。天線在能量傳送與接收的過(guò)程中所有可能會(huì)產(chǎn)生

16、的能量損失包括:天線輸入端阻抗不匹配造成的能量反射、天線本身的材質(zhì)在高頻下所產(chǎn)生的能量損耗以及在傳播介質(zhì)中所消耗的能量。 手機(jī)天線的增益并不能代表手機(jī)使用時(shí)的效率問(wèn)題:真正表示天線增益特性的指標(biāo)應(yīng)該是天線的平均有效增益,其與手機(jī)天線的的使用環(huán)境、使用方式、手機(jī)的結(jié)構(gòu)、手機(jī)設(shè)計(jì)方式相關(guān)。所以,一般手機(jī)天線的電性能要求如下:1、電壓駐波比 要求VSWR50%平均增益-3dBi7天線的極化方向垂直極化1.4 手機(jī)天線應(yīng)用中需注意的問(wèn)題1.4.1 手機(jī)天線與射頻前端的配合問(wèn)題手機(jī)天線需要與射頻前端匹配。這種匹配主要是阻抗的匹配。當(dāng)工作在雙頻或多頻方式下,由于匹配電路在不同的頻段下具有不同的阻抗特征,共

17、用的匹配網(wǎng)絡(luò)需折衷多頻段上的阻抗特性進(jìn)行匹配。因此匹配電路會(huì)比較復(fù)雜。單頻天線匹配電路:?jiǎn)晤l天線的匹配電路比較簡(jiǎn)單,一般采用T型或pi型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配。就可以達(dá)到很好的匹配效果。所以需要在射頻前段預(yù)留T型或pi型網(wǎng)絡(luò)。雙頻天線一般也可以采用這種匹配方式。匹配電路示意如下:多頻天線的匹配電路:雙頻或多頻的匹配電路有兩種匹配方式。一種是天線主通路進(jìn)行匹配。另外一種就是各個(gè)分支通路進(jìn)行分別匹配。不過(guò),目前主通路匹配的方式比較多。一般雙頻天線采用兩級(jí)pi型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配。具體電路圖形式參考如下:1.4.2 導(dǎo)電體對(duì)天線特性的影響手機(jī)天線對(duì)于周邊接地金屬面十分敏感,像是電路板上的接地面或是電路板上防止靜電用

18、的屏蔽金屬片都會(huì)嚴(yán)重影響到天線的輻射特性,當(dāng)然孤立金屬也作為無(wú)源散射體的對(duì)手機(jī)天線的電特性影響特別大。手機(jī)天線在手機(jī)結(jié)構(gòu)中的位置決定了手機(jī)天線在手機(jī)中的電特性,如果手機(jī)天線的位置設(shè)計(jì)或天線周圍的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不好,帶來(lái)的效率損失可能是致命的。我們拿三種手機(jī)常用的天線舉例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明:1、 外置螺旋天線周圍的結(jié)構(gòu)要求和PCB布板要求:外置螺旋天線如上圖所示。那么對(duì)于天線周圍的結(jié)構(gòu)的要求是: 最好在上圖黑框的范圍內(nèi),不要有屏蔽盒等金屬的東西。主要是這樣會(huì)引起天線與屏蔽盒之間的互耦,這樣會(huì)降低天線的效率,而且匹配很難做。假如實(shí)在沒(méi)有辦法,那么,應(yīng)該通過(guò)仿真軟件計(jì)算,要求屏蔽盒與天線之間的耦合度5mmc、 最

19、好天線周圍的地打上地孔保證地的完整性。2、 內(nèi)置PIFA天線周圍的結(jié)構(gòu)要求和PCB布板的要求: A、內(nèi)置PIFA天線形狀如下圖所示:因?yàn)樾螤钕褚粋€(gè)倒轉(zhuǎn)的F,所以成為PIFA天線。一般目前PIFA天線最多可以做到3頻天線。大概體積的可以做到:Dual bandTriple bandW *L 30*20 mm, H 6 mm W *L 30*25 mm, H 7 mm 結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該根據(jù)這樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。才能夠滿足天線的性能要求。對(duì)于PCB布線的要求,饋電點(diǎn)位置的要求與外置螺旋天線相同。不同的地方在于PIFA天線有一個(gè)距離PCB的高度的要求。對(duì)于雙頻天線,要求至少大于6mm。對(duì)于三頻天線,要

20、求至少大于7mm。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)該特別注意。3、 內(nèi)置陶瓷藍(lán)牙天線對(duì)周圍的結(jié)構(gòu)要求和PCB布板的要求:由于藍(lán)牙采用跳頻技術(shù),靈敏度較高,而且數(shù)據(jù)速率比較慢,所以藍(lán)牙對(duì)天線性能要求較低,可以采用低成本的LTCC技術(shù)的多層陶瓷天線。目前日本的muruta技術(shù)實(shí)力還不錯(cuò)。一般天線放置的地方如下圖:在上述4個(gè)位置放置是藍(lán)牙天線比較合適的位置。當(dāng)然有些外置的藍(lán)牙模塊,比如SDIO的藍(lán)牙模塊和USB的藍(lán)牙模塊,本身帶有天線,我們就不再考慮了。而需要說(shuō)明的是,WLAN的天線選型要比藍(lán)牙天線選型要求嚴(yán)格很多。原因在于WLAN的傳輸速率比較高,又是OFDM的傳播方式,對(duì)靈敏度和時(shí)延方面都有嚴(yán)格的要求。所以在天線選

21、型中要仔細(xì)考慮。Muruta和epcos都提供內(nèi)置的陶瓷wlan天線,體積方面就大很多,一般在25*5*3左右。關(guān)于藍(lán)牙天線的PCB布局要求和布線要求,一般等同于外置天線的要求。這里就不多說(shuō)了。4、 PCMCIA卡的天線PCMCIA卡的天線分為兩種,單極子和偶極子天線兩種。偶極子天線如下圖, 好處就是可以單獨(dú)設(shè)計(jì),受PCB的影響小,缺點(diǎn)是尺寸比較大。而單極子天線受天線的影響比較大,但是優(yōu)點(diǎn)是可以做的比較小。但是天線設(shè)計(jì)比較困難。(這方面的積累不多,歡迎這方面的專家進(jìn)行補(bǔ)充)1.4.3 人體對(duì)手機(jī)天線特性的影響人體對(duì)手機(jī)通信性能的影響主要是人體對(duì)天線的遠(yuǎn)區(qū)輻射方向圖、輸入阻抗、輻射效率、反射系數(shù)

22、等方面的影響,人體對(duì)輻射功率的吸收程度主要依賴于人腦與天線之間的距離,在人腦距天線很近時(shí)約有一半左右的功率被吸收,而隨著距離的增大吸收率急劇減小,因?yàn)樵诮鼒?chǎng)區(qū),電場(chǎng)與距離的關(guān)系是平方關(guān)系,而遠(yuǎn)場(chǎng)是線性關(guān)系?;\統(tǒng)的說(shuō),人體對(duì)外置天線的影響較大,內(nèi)置天線由于有與人體間有一層阻擋而影響較小,事實(shí)上,對(duì)于上翻蓋的手機(jī),人體對(duì)外置天線的影響也是很小的。即使是內(nèi)置天線,其所處的位置對(duì)天線特性的影響也不相同,對(duì)于PIFA天線,放在手機(jī)側(cè)面時(shí)性能最好,但放在手機(jī)背面的天線對(duì)人體的輻射最小,這些問(wèn)題需要綜合考慮。手的影響與天線的類型有關(guān),對(duì)于外置式天線手的影響比較小,對(duì)于內(nèi)置式天線手的影響則很大。這是因?yàn)閮?nèi)置天

23、線與手持的部位較近,手的存在改變了天線的電流分布而造成的?,F(xiàn)在還沒(méi)有人對(duì)手機(jī)天線在使用過(guò)程中處于各種狀態(tài)下的特性進(jìn)行定量的研究,各種狀態(tài)包括使用中存在對(duì)微波具有高吸收能力的人腦、手機(jī)的形狀改變(包括翻蓋)等,事實(shí)上這些特性對(duì)手機(jī)天線的影響比單天線設(shè)計(jì)要重要。1.4.4 手機(jī)天線對(duì)SAR(specfic absorption rate)的影響在同一通信體制的條件下,一般來(lái)說(shuō),具有內(nèi)置天線的手機(jī)對(duì)人體的電磁能量輻射要小于外置天線的手機(jī),因?yàn)槭謾C(jī)的PCB和金屬屏蔽層會(huì)隔離掉一部分電磁波。同樣是內(nèi)置天線,天線所處的位置對(duì)天線特性的影響也不相同,對(duì)于PIFA天線,放在手機(jī)背面的天線對(duì)人體的輻射最小。同樣

24、的放在背面的微帶貼片天線的SAR也較小。手機(jī)的不同形態(tài)下同一天線的SAR值可能不相同,尤其是外置天線,手機(jī)形態(tài)對(duì)其輻射特性影響較大,同時(shí)了影響其SAR,對(duì)于一般的上翻蓋手機(jī),手機(jī)中部的外置天線的SAR可降阺許多。而且手機(jī)在翻蓋狀態(tài)下的SAR比合蓋狀態(tài)下的SAR要小。綜合結(jié)論:內(nèi)置天線的SAR比外置天線的SAR小,外置天線在手機(jī)上位置和長(zhǎng)度對(duì)SAR的影響很大。1.5 天線的測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試設(shè)備介紹1.5.1 天線的測(cè)試項(xiàng)目 天線的測(cè)試包括兩方面的測(cè)試:電性能方面的測(cè)試和可靠性方面的測(cè)試。電性能的測(cè)試一般包括下面幾項(xiàng)(需要說(shuō)明的是,要在全頻段范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)試):A、 駐波測(cè)試B、 方向圖測(cè)試(包括E面

25、和H面)C、 平均增益和平均效率的測(cè)試D、 SAR測(cè)試而其中駐波測(cè)試不僅僅用于天線的研發(fā)設(shè)計(jì),也作為天線生產(chǎn)時(shí)的通過(guò)指標(biāo),用于質(zhì)量控制。而可靠性的指標(biāo)測(cè)試包括A、 拉力測(cè)試B、 壓力測(cè)試C、 扭力測(cè)試D、 跌落測(cè)試E、 高低溫循環(huán)測(cè)試F、 煙霧霉變測(cè)試1.5.2 手機(jī)天線的測(cè)試設(shè)備1、 微波暗室天線的方向圖都要在微波暗室里面進(jìn)行測(cè)試。微波暗室有轉(zhuǎn)臺(tái),可以進(jìn)行方向圖的測(cè)試。為什么天線測(cè)試要在微波暗室進(jìn)行,原因有兩點(diǎn),1就是微波暗室可以屏蔽外界的干擾。2、就是微波暗室有吸波材料,所以不會(huì)引起電磁散射。從而避免了多徑效應(yīng)。微波暗室的樣子見(jiàn)下圖:2、 標(biāo)準(zhǔn)的喇叭口天線標(biāo)準(zhǔn)的喇叭口天線主要是用來(lái)發(fā)射射頻

26、信號(hào)的。他的增益和比較精確的。方向性很好,可以降低對(duì)信號(hào)源的要求。所以,一般的天線測(cè)試都采用喇叭型天線作為發(fā)射天線。來(lái)進(jìn)行天線測(cè)試。3、 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是測(cè)量天線和調(diào)試天線的最重要的測(cè)試工具。一方面它可以用來(lái)測(cè)試手機(jī)天線的駐波。另外一方面也是用他來(lái)測(cè)量手機(jī)天線的方向圖(通過(guò)S21測(cè)試)。如下圖所示:4、 手機(jī)綜合測(cè)試儀(很多采用CMU200)這個(gè)測(cè)試只有在進(jìn)行SAR測(cè)試的時(shí)候才使用,主要是與手機(jī)建立一個(gè)鏈接,可以使手機(jī)穩(wěn)定的發(fā)功率。這個(gè)大家都很熟悉。就不再這里描述了。5、 SAR測(cè)試儀 這個(gè)儀表是進(jìn)行溫升的測(cè)試,最后轉(zhuǎn)換成mW/g。目前美國(guó)(不大于1.6mw/g)、歐洲(不大于2

27、mw/g)對(duì)SAR值的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),美國(guó)是以1g腦液測(cè)試,而歐洲是以10g腦液測(cè)試再平均給出。1.6 手機(jī)天線與手機(jī)電路的連接方式1 卡接式卡式天線的模具費(fèi)用要貴一些,但是大批量的加工成本兩者之間相當(dāng)。所以是否選用卡式天線,主要考慮工業(yè)設(shè)計(jì)方面。2 螺紋連接式螺紋連接方式為普通的連接方式,主要問(wèn)題是連接效率低,這是最基本的連接方式。3 插接式如愛(ài)立信的手機(jī)天線的連接方式,其還可分為兩種:1 帶有導(dǎo)向的插入方式,2 無(wú)導(dǎo)向的插入方式。4 觸點(diǎn)焊接式 內(nèi)置天線一般采用此種形式,內(nèi)置天線的觸點(diǎn)直接焊接到電路板上即可。1.7 各種手機(jī)天線的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)要點(diǎn)1.7.1 螺旋天線眾所周知,螺旋線是一種慢波結(jié)構(gòu),

28、螺旋天線實(shí)際也是一種慢波化的單極天線。由于螺旋線的作用,減小了電磁波沿螺旋線傳播的相速度,因此天線的長(zhǎng)度可以縮短。天線的設(shè)計(jì)只需根據(jù)螺旋線的相速度求出天線的等效波長(zhǎng),根據(jù)單極天線的設(shè)計(jì)方式即可得出所求。也正是由于螺旋線的慢波結(jié)構(gòu),使得天線的Q值高,帶寬窄,天線的儲(chǔ)能大,輻射效率降低。多頻段螺旋天線的設(shè)計(jì)方法見(jiàn)下節(jié),其設(shè)計(jì)公式未見(jiàn)過(guò),但可通過(guò)直立單極天線的結(jié)構(gòu)來(lái)推導(dǎo)出。1.7.2 PCB板螺旋天線PCB板螺旋天線實(shí)際是一種變形的螺旋天線,利用PCB板的介電常數(shù)進(jìn)一步降低天線的尺寸而已。1.7.3 PIFA天線PIFA天線是對(duì)倒F線天線的擴(kuò)展而得到的。此天線的發(fā)展須序是頂加載倒L天線倒F天線PIF

29、A。由此發(fā)展過(guò)程即可知天線的特性與優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是頻帶寬,體積小,剖面低。下圖是PIFA的基本圖示:圖7 PIFA的基本形式PIFA天線相當(dāng)于大量IFA天線的并聯(lián),其阻抗相當(dāng)于許多線型天線阻抗的并聯(lián),因此平面型天線比線型天線的輸入阻抗要低一些,不但產(chǎn)生了寬帶諧振特性,并且縮小了尺寸。為了使天線產(chǎn)生自諧振,避免用有耗電路, 應(yīng)盡量提高輻射電阻,減小損耗電阻,使天線系統(tǒng)保持一個(gè)足夠高的效率。其設(shè)計(jì)的要點(diǎn):平板單元的周長(zhǎng)為半個(gè)波長(zhǎng)左右時(shí),產(chǎn)生諧振。設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn):在實(shí)驗(yàn)中,我們發(fā)現(xiàn)天線的水平長(zhǎng)度L1可以粗調(diào)天線中心頻率的范圍(選定一個(gè)高度H);天線的寬度L2可以調(diào)節(jié)天線的帶寬,過(guò)寬或過(guò)窄都會(huì)使帶寬性能變差。

30、PIFA天線相對(duì)頻帶寬度有一個(gè)極限值,約為16%左右。天線的高度H可調(diào)節(jié)天線的帶寬范圍和效率,一般H 越大,帶寬越寬,效率越高,但H的增加不但使重量增加而且破壞了天線低剖面的特性。天線的饋點(diǎn)位置也會(huì)影響中心頻率和帶寬,一般來(lái)說(shuō),饋點(diǎn)離接地端越遠(yuǎn),中心頻率也越大,為了增加天線的輸入阻抗,饋電點(diǎn)離接地端不要太近。 1.7.4 微帶貼片天線1. 微帶單元天線的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)微帶天線是小型化、集成化的線天線主角,素以低輪廓、印刷工藝、便于與電路集成等優(yōu)點(diǎn)著稱,但又有頻帶窄和效率低的缺陷。微帶貼片天線以其三維結(jié)構(gòu)的靈活性受到各種不同設(shè)計(jì)目標(biāo)的全方位開(kāi)發(fā)。它既被單獨(dú)用于手機(jī)天線中,也被廣泛用作各種陣列天線的單

31、元,既在工程設(shè)計(jì)中以型式多樣而取勝,又多見(jiàn)于被電磁場(chǎng)數(shù)值分析用作典型實(shí)例。在微帶貼片天線中應(yīng)用光子晶體結(jié)構(gòu)(PBG)來(lái)提高微帶貼片天線性能的研究是現(xiàn)在的熱點(diǎn)。微帶貼片單元天線的設(shè)計(jì)是非常簡(jiǎn)單,在此不作說(shuō)明,下面主要討論其小型化技術(shù)、多頻實(shí)現(xiàn)、寬帶實(shí)現(xiàn)的方法。2. 微帶天線的小型化技術(shù)通過(guò)饋電點(diǎn)與短路點(diǎn)間的耦合電容來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化。天線的諧振頻率主要取決于短路探針的粗細(xì)與位置,天線尺寸可縮減50。缺點(diǎn):1 阻抗匹配嚴(yán)重的依賴于短路探針的位置與饋電點(diǎn)間的距離。2 頻帶窄3 H面的交叉極化電平較高天線的諧振頻率與介電常數(shù)成反比,采用高介電常數(shù)介質(zhì)的主要問(wèn)題是:激勵(lì)出較強(qiáng)表面波,表面損耗較大,使增益減小,

32、效率降低。帶寬窄,但可以采用PBG結(jié)構(gòu)抑制表面波,減小互耦合當(dāng)在貼片天線表面開(kāi)不同形式的槽時(shí),切斷了原先的表面電流路徑,使電波繞槽邊曲折渡過(guò)而路徑變長(zhǎng),在天線電路中相當(dāng)于引入了級(jí)聯(lián)電感。采用貼片開(kāi)槽方式,還可以產(chǎn)生雙頻天線和圓極化天線。缺點(diǎn):尺寸特別小時(shí),天線的帶寬變得特別窄,同時(shí)天線的增益也特別低。這些方法的依據(jù)是使貼片的等效長(zhǎng)度大于其物理尺寸。矩形微帶貼片天線一邊的尺寸要求是介質(zhì)中的二分之一工作波長(zhǎng),在微帶貼片天線寬邊引入不連續(xù)性僅僅依靠其自身開(kāi)關(guān)的改變就可以使天線單元的面積大大減小,H形天線即采用此原理。其是通過(guò)改變電流在貼片上的分布,增大貼片的等效長(zhǎng)度來(lái)降低諧振頻率。從物理意義講,去除

33、的兩塊貼片等效為在天線這個(gè)諧振腔中加入合適的電感,從而實(shí)現(xiàn)小型化的目的。3. 微帶天線的寬帶化技術(shù)微帶天線的窄頻帶特性是由于其高Q的諧振特性決定的,展寬頻帶的方法即是圍繞降低天線的Q值來(lái)實(shí)現(xiàn)。1 采用厚基板2 采用介電常數(shù)小或介質(zhì)損耗大的基板材料3 采用非線性基板材料,不同介質(zhì)材料覆蓋4 附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)對(duì)饋電電路采用寬帶阻抗匹配(如阻抗匹配電路或采用開(kāi)縫耦合對(duì)天線饋電),諧振是并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò),饋電一般等效為一個(gè)電感。如果是多頻天線,用外部匹配電路來(lái)擴(kuò)展低波段振子的電性能,即“加寬頻帶”。匹配電路一般采用高通設(shè)計(jì),以便該匹配電路對(duì)高波段振子來(lái)說(shuō)是透明的。這樣的電路還可降低天線的最低工作頻率。5

34、采用多層結(jié)構(gòu),采用多貼片諧振。也可用無(wú)源振子來(lái)產(chǎn)生四極點(diǎn)響應(yīng),以增加天線的帶寬。或?qū)⑻炀€維持為二極點(diǎn)結(jié)構(gòu),必要時(shí)再通過(guò)匹配電路引入額外的極點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō),前三種方法的效果比較不明顯,第四種方法需要設(shè)計(jì)寬帶匹配電路,但電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作難度比較大。因此我們采用第五種方法,該方法是利用多貼片耦合的方式,使每個(gè)貼片天線的諧振中心頻率各不相同,而各諧振帶寬又相互交叉,使整個(gè)天線的總體帶寬展寬。4. 綜述事實(shí)上,這幾種設(shè)計(jì)技術(shù)是相輔相成的。小型化設(shè)計(jì)時(shí)可同時(shí)產(chǎn)生小型化效果和雙頻段效果。而多頻設(shè)計(jì)如果頻率比較低,就成為寬帶設(shè)計(jì)了。甚至微帶天線的小型化、寬頻設(shè)計(jì)和多頻設(shè)計(jì)可以采有同一種技術(shù)獲得,如H型矩形微帶

35、天線,雖然微帶天線的小型化與寬帶設(shè)計(jì)是矛盾的。如何使用各種技術(shù)來(lái)獲得所需要的性能,需要綜合考慮。1.8 手機(jī)天線多頻實(shí)現(xiàn)雙頻天線相當(dāng)于具有兩個(gè)不同的振子,即低波段振子和高波段振子。較長(zhǎng)的低波段振子在較低頻率或者第一本征模處諧振。這一振子的物理長(zhǎng)度大約相當(dāng)于1/4波長(zhǎng),可根據(jù)局部介質(zhì)效應(yīng)和高波段振子的寄生旁路電容來(lái)修正。通常高波段振子在同一感性接地片兩端呈高阻抗。高波段振子在較高的頻率上諧振,加在高波段諧振阻抗上的負(fù)載是低波段振子在電感接地片兩端的旁路寄生負(fù)載。在這一頻率上,低波段振子的阻抗必定比高波段振子的阻抗要高。一般地這些振子并不是可以獨(dú)立調(diào)諧的。每一個(gè)未用振子就是已用振子的一個(gè)寄生負(fù)載。

36、調(diào)諧一個(gè)振子,就會(huì)對(duì)另一個(gè)振子產(chǎn)生明顯的影響。1.8.1 外置天線多頻的實(shí)現(xiàn)方式圖8 最簡(jiǎn)單的外置雙頻天線圖9 最簡(jiǎn)單的螺旋雙頻天線圖10 簡(jiǎn)單雙頻一體化螺旋天線雙頻螺旋天線雙頻螺旋天線三頻螺旋天線圖11 螺旋多頻天線設(shè)計(jì)螺旋多頻天線,中饋電天線的下端是否接地取決于天線的設(shè)計(jì)者,不接地是不對(duì)稱激勵(lì),接地是袖式天線。圖12 內(nèi)置與外置天線結(jié)合實(shí)現(xiàn)雙頻天線1.8.2 微帶天線多頻的實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單貼片固有的窄頻帶由于近年來(lái)的疊層貼片、U型槽貼片等寬頻帶技術(shù)的發(fā)展已不復(fù)存在,根據(jù)現(xiàn)代通信的要求,研究印刷天線的一個(gè)重要方向是多頻段。雙頻段天線的初步目標(biāo)是地面通信900MHz模擬網(wǎng)與1800MHz數(shù)字網(wǎng)兼容

37、的手機(jī)天線,以及衛(wèi)星通信上行、下行頻段共用的移動(dòng)臺(tái)天線。當(dāng)兩個(gè)工作頻率遠(yuǎn)離時(shí),用雙頻結(jié)構(gòu)可以避免使用兩個(gè)分離的天線,可簡(jiǎn)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。雙頻段貼片天線能夠保證多個(gè)工作頻段的分離和匹配。雙頻天線在兩個(gè)頻率上的輻射及阻抗匹配特性都應(yīng)該相似。獲得雙頻工作的最簡(jiǎn)單的方法是利用矩形貼片長(zhǎng)、寬兩個(gè)尺寸的第一諧振點(diǎn),在這種情況下,雙頻的頻率比(FR)幾乎等于貼片的長(zhǎng)寬比。這種方法在低成本、對(duì)極化要求不高的場(chǎng)合是可用的,,需注意的是,單路饋點(diǎn)時(shí)兩個(gè)頻率的輸入阻抗要同時(shí)匹配微帶天線最簡(jiǎn)單的多頻方式是在微帶天線終端上接不同阻抗的負(fù)載,改變微帶線的輻射頻率,這種方式調(diào)節(jié)困難,只能同時(shí)工作在一個(gè)頻段上。另外還有一種簡(jiǎn)單

38、而好理解的是采用阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)形成兩個(gè)諧振頻率。這里將微帶貼片天線多頻化的原理歸納為:正交模雙頻-雙極化貼片天線(單層結(jié)構(gòu))、多貼片雙頻天線及電抗加載雙頻貼片天線和小陣列雙頻天線。圖13 感抗加載雙頻天線這種天線通過(guò)短路線加載到輻射邊上,從而拉大第二個(gè)諧振點(diǎn)的位置,產(chǎn)生另一個(gè)頻率。圖14 探針饋電的槽加載貼片天線(線極化)其是線極化雙頻感抗加載貼片天線。低端工作頻率幾乎和沒(méi)有開(kāi)槽的矩形貼片天線一樣,高端工作頻率可以由槽的長(zhǎng)度控制。需要注意的是,槽的長(zhǎng)度不能太短,而且也不能離輻射邊太遠(yuǎn),否則當(dāng)工作在高端時(shí),天線方向圖可能會(huì)產(chǎn)生畸變。槽的長(zhǎng)度約束著雙頻貼片的頻率比。其第一諧振頻率可由計(jì)算矩形貼片天線

39、諧振頻率的半經(jīng)驗(yàn)公式求出;第二諧振頻率可由傳輸線模型求出。這種結(jié)構(gòu)可獲得1.6-2.0的頻率比。圖15 探針饋電的單凹槽天線圖16 探針饋電的雙凹槽天線這種形式的貼片天線產(chǎn)生雙頻的原理:主貼片與凹槽各產(chǎn)生一個(gè)諧振頻率。上、下頻率的方向圖相似。圖17 帶有短路銷釘?shù)碾p頻三角形貼片天線,能提供的頻帶比較大。這種天線雙頻的產(chǎn)生機(jī)理與上而的形式相同。圖18 單層多貼片雙頻天線(1)三矩形貼片構(gòu)成的雙頻天線左右貼片通過(guò)兩截微帶線被耦合到中間貼片,中間貼片用探針饋電。這三個(gè)貼片的長(zhǎng)度和寬度決定了兩個(gè)諧振頻率。對(duì)于這種長(zhǎng)度大于寬度的矩形貼片天線,其低頻端極化方向是Y方向;而在高頻端極化方向是X方向,這種雙頻

40、天線為正交極化。圖19 單層多貼片雙頻天線(1)疊層電磁耦合貼片(EMCP)一直被用于寬頻帶或雙頻段工作。如果兩個(gè)疊層貼片的諧振頻率相差得遠(yuǎn),就可以獲得雙頻工作。這種天線是微帶天線設(shè)計(jì)中應(yīng)用得最多的寬頻與雙頻設(shè)計(jì)技術(shù),不再作說(shuō)明。下面是一種特殊的EMCP,其特點(diǎn)是自雙工多頻形式。圖20 自雙工雙頻天線陣列結(jié)構(gòu)的雙頻天線:圖21 十字形子陣雙頻天線圖22 寬帶雙極化天線形式,頻率:17001980MHzPIFA多頻段實(shí)現(xiàn)方式:PIFA天線的雙頻實(shí)現(xiàn)只需在PIFA天線上的相關(guān)位置上開(kāi)槽即可得到雙頻諧振特性,圖23 PIFA天線及其雙頻形式圖24 另一種PIFA雙頻天線的平面表示圖25 PIFA雙頻

41、天線三維示意圖圖26 PIFA形式的三頻天線1.9 HDA(高介質(zhì))天線 1.10 各手機(jī)廠家所用天線情況圖27 NOKIA 8210的天線天線特點(diǎn):采用PIFA內(nèi)置天線,雙頻天線,空氣介質(zhì)圖28 NOKIA 6210天線天線特點(diǎn):采用PIFA內(nèi)置天線,雙頻天線,采用介質(zhì)支撐,天線體積小圖29 愛(ài)立信337的天線天線特點(diǎn):螺旋天線,看不出是雙頻的圖30 愛(ài)立信T28S的天線天線特點(diǎn):天線扁平的外置天線,非螺旋,應(yīng)該是PCB形式的螺旋圖31 MOTO V60天線天線特點(diǎn):外置天線與內(nèi)置天線集成在一起,兩天線均為垂直極化,因此應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)雙頻的技術(shù)。圖32 MOTO V120 CDMA天線天線特點(diǎn):

42、采用記憶性合金制成的拉桿天線,此種天線在北美較流行。注意其與手機(jī)的連接方式,此種連接方式是標(biāo)準(zhǔn)的卡接式。圖33 一各特殊的天線(閃光天線)天線特點(diǎn):此種天線在日本、臺(tái)灣游行,對(duì)天線特性影響不好。但是比較時(shí)尚。2 手機(jī)天線的選型與手機(jī)設(shè)計(jì)的配合問(wèn)題手機(jī)天線不同于基站天線,基站天線一般是標(biāo)準(zhǔn)件,設(shè)計(jì)生產(chǎn)完成一般由天線廠家決定,設(shè)備商購(gòu)買即可。而手機(jī)天線一般是定制件,手機(jī)廠家需根據(jù)設(shè)備商的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn),幾乎是每一種手機(jī)有一套自己的天線(當(dāng)然也不排除同一廠家,同一結(jié)構(gòu)的手機(jī)采用同一天線)。尤其是內(nèi)置天線,幾乎是一款手機(jī)一套天線。需強(qiáng)調(diào)的是,每一種不同結(jié)構(gòu)的手機(jī)需設(shè)計(jì)不同的天線,如果在不同的結(jié)構(gòu)的手

43、機(jī)上使用同一種手機(jī)天線,得到的結(jié)果可能大相徑庭。所以即使天線的模具相同,頻段要求相同,應(yīng)用在不同的手機(jī)上,也需要對(duì)匹配電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)整,看是否可以滿足要求。單頻段的外置天線用同一個(gè)天線相對(duì)容易,而多頻段天線和內(nèi)置天線可能性很小。2.1 內(nèi)置天線選型與手機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)置天線現(xiàn)在最常用的是PIFA天線,其設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,尺寸小,對(duì)手機(jī)結(jié)構(gòu)的要求較少。建議現(xiàn)階段內(nèi)置天線選用PIFA形式。內(nèi)置天線的開(kāi)發(fā),需與手機(jī)設(shè)計(jì)同步,在手機(jī)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)之時(shí),即需考慮內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)問(wèn)題,并與相關(guān)廠家進(jìn)行使用。手機(jī)天線的性能測(cè)試也需與手機(jī)一體進(jìn)行。關(guān)于匹配電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng),請(qǐng)參看第一章的第四節(jié)。主要包括四個(gè)方面:1、

44、PCB板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)2、 內(nèi)置PIFA天線的面積要求和高度要求3、 結(jié)構(gòu)的金屬件與天線的相對(duì)位置關(guān)系。4、 匹配電路形式2.2 外置天線選型與手機(jī)設(shè)計(jì)外置天線最常用的是螺旋天線,PCB印制天線正逐漸成為主流。建議現(xiàn)階段外置天線還是選用螺旋天線。外置天線的只需要考慮好選擇何種結(jié)構(gòu)的天線,在手機(jī)設(shè)計(jì)之初并根據(jù)天線的基本特性確定好天線的安裝方式與安裝位置即可,天線設(shè)計(jì)廠家根據(jù)接口要求設(shè)計(jì)。 關(guān)于匹配電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng),請(qǐng)參看第一章的第四節(jié)。主要包括三個(gè)方面:1、 PCB板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)2、 結(jié)構(gòu)的金屬件與天線的相對(duì)位置關(guān)系。3、 匹配電路形式2.3 手機(jī)天線選型的一般原則根據(jù)天線頻率:頻率低時(shí),

45、建議選擇外置天線,因?yàn)閮?nèi)置天線需要較大的面積,從而對(duì)手機(jī)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)提出較嚴(yán)的要求,導(dǎo)致手機(jī)設(shè)計(jì)困難。根據(jù)手機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求:直板式天線可選用內(nèi)置天線與外置天線兩種,外置天線適用PCB板式的天線,以減小外置天線的體積。折疊式手機(jī)可選用外置天線,如使用內(nèi)置天線,天線的放置位置需考慮,不要放在手機(jī)的下段。如果天線長(zhǎng)度較長(zhǎng),而天線置于手機(jī)的上端,可以考慮內(nèi)置天線與外置天線兩種,如果天線長(zhǎng)度特別短,建議采用外置天線,最好是拉桿天線,用以降低操作者的影響。技術(shù)限制方面的要求:三頻以上的天線不再考慮外置天線,因?yàn)榇藭r(shí)天線設(shè)計(jì)困難,多頻外置天線在各頻段上的性能有下降。采用側(cè)置天線可利用內(nèi)置天線設(shè)計(jì)的靈活性來(lái)改善

46、天線特性。如果對(duì)天線的性能要求較高的單頻、雙頻天線,采用外置天線可獲得好于內(nèi)置天線的電特性。另外,手機(jī)用GPS天線一般是與主頻段天線合在一起,做多頻天線。而WLAN和bluetooth天線一般采用單獨(dú)的天線。大概是業(yè)界的習(xí)慣吧。3 現(xiàn)有手機(jī)天線的廠家情況分析與合作建議3.1 現(xiàn)有手機(jī)天線廠商和技術(shù)規(guī)模對(duì)比 通過(guò)這一段時(shí)間的天線考察,我們了解到目前國(guó)內(nèi)的手機(jī)天線廠商已經(jīng)進(jìn)入到了一個(gè)完全競(jìng)爭(zhēng)的階段。而且,已經(jīng)成為世界手機(jī)天線的加工廠。據(jù)保守的估計(jì),中國(guó)國(guó)內(nèi)的天線出貨量在2003年有3億支以上。而且絕大部分由下面七大廠商生產(chǎn)。而這七大廠商中,其中三大廠商都號(hào)稱他們的市場(chǎng)占有率為世界第一位,那就是上海

47、安費(fèi)諾,圣韻公司和天津加利。而Filtronic認(rèn)為他們占有世界上30%的手機(jī)天線份額。因?yàn)樗麄冋加衝okia 80%的天線份額。通過(guò)考察他們的工廠,我們發(fā)現(xiàn)在我們考察的工廠中,大家的規(guī)模都差不多。詳細(xì)的對(duì)比在下面的表格里面。天線廠商名字天線廠商規(guī)模聯(lián)系人地址技術(shù)能力評(píng)估安費(fèi)諾(amphenon)前身為臺(tái)灣安億400-500人,年產(chǎn)能7000萬(wàn)支左右陳武斌 (結(jié)構(gòu)工程師146顧錚 (RF工程師309這兩個(gè)專門對(duì)口華為上海安費(fèi)諾永億通訊電子有限公司 安費(fèi)諾已經(jīng)是我司的供應(yīng)商。從合作的情況看,好像在天線加工工藝方面還有些問(wèn)題,不過(guò),測(cè)試設(shè)備比較齊全(包括微波暗室等),而且還有一個(gè)SAR的測(cè)試設(shè)備?;究梢詽M足我們的要求。只是在質(zhì)量控制方面還需要我們多下功夫。上海盛

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