手機(jī)天線的分類

手機(jī)天線的分類第1頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六傳統(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。第2頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六一、外置天線優(yōu)點(diǎn)：頻帶范圍寬、接收信號比較穩(wěn)定、制造簡單、費(fèi)用相對低缺點(diǎn)：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)層等來減小天線對人體的輻射傷害、同時(shí)對于FDD的系統(tǒng)，接收和發(fā)送必須使用不同的匹配電路。第3頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六外置天線單極天線螺旋天線PCB印制螺旋天線拉桿天線第4頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（1）單級天線

傳統(tǒng)的外置天線一般為單極天線，雖然制作簡單，但是尺寸較大，不便于攜帶。

（2）螺旋天線及PCB印制螺旋天線

螺旋線是一種慢波結(jié)構(gòu)，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，因此天線的長度可以縮短。

也正是由于螺旋線的慢波結(jié)構(gòu)，使得天線的帶寬窄，天線的儲能大，輻射效率降低。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。第5頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六

因此，

一般采用螺旋天線來降低天線的尺寸（法向螺旋），使用印制在PCB的螺旋天線來得到更小尺寸與各種形狀的外置天線。

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)用越來越廣。螺旋天線PCB板螺旋天線第6頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六（3）拉桿天線

一般是采用一節(jié)1/4波長螺旋和一節(jié)1/2波長螺旋構(gòu)成，需要介質(zhì)棒去耦，用來實(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。（4）綜述

單極天線由于其要求的長度長，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，應(yīng)用較少，我們不考慮使用。第7頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六

螺旋天線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。第8頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六二、內(nèi)置天線特點(diǎn)：（1）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)層來減小天線對人體的輻射傷害。（2）可以安裝多個(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)對移動通信系統(tǒng)來說非常有用。第9頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六

內(nèi)置天線的形式特別多，包括微帶貼片天線、縫隙

天線

、IFA天線和倒L天線、PIFA、陶瓷天線等等。但目前的主流天線主要有兩種：PIFA天線、MONOPOLE單極天線。（1）PIFA天線PIFA是現(xiàn)在使用得最多的一種內(nèi)置天線，具有體積小，增益高，帶寬相對較寬的特點(diǎn)，是在手機(jī)天線中使用得最多的天線。用在手機(jī)上的PIFA天線第10頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六輻射體面積550～600mm2。天線與主板有兩個(gè)饋電點(diǎn)，一個(gè)是天線模塊輸出，另一個(gè)是RF地。天線的位置在手機(jī)頂部。PIFA皮法天線如按要求設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu)，電性能相當(dāng)優(yōu)越，包括SAR指標(biāo)，是內(nèi)置天線首選方案。適用于有一定厚度手機(jī)產(chǎn)品，折疊、滑蓋、旋蓋、直板機(jī)。（2）MONOPOLE單極天線

輻射體面積300～350mm2，與PCB主板TOP面的距離（高度）3～4mm，天線輻射體與PCB的相對距離應(yīng)大于2mm以上。天線與主板只有一個(gè)饋電點(diǎn)，是模塊輸出。天線的位置在手機(jī)頂部或底部。第11頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六MONOPOLE單極天線如按要求設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu)，電性能可達(dá)到較高的水平。缺點(diǎn)是SAR稍高。不適用折疊、滑蓋機(jī)，在直板機(jī)和超薄直板機(jī)上有優(yōu)勢。第12頁，共13頁，2023年，2月20日，星期六

三、內(nèi)、外置天線比較

目前手機(jī)天線主要就內(nèi)置及外置天線兩種，內(nèi)置天線客觀上必然比外置天線弱。天線的架設(shè)都是盡量遠(yuǎn)離地面和建筑物的，天線接近參考地的時(shí)候，大部分能量將集中在天線和參考地之間，而無法順利發(fā)射，所以天線發(fā)射，需要一個(gè)“盡量開放”的空間。而手機(jī)電路版就是手機(jī)天線的參考地，讓天線遠(yuǎn)離手機(jī)其他電路，是提高手機(jī)天線發(fā)射效率的關(guān)鍵。但受到實(shí)際環(huán)境限制以及大家追求攜帶方便的要求，手機(jī)的設(shè)計(jì)就必須在電氣方面做出妥協(xié)。實(shí)際上，所有的GSM手機(jī)的接收發(fā)送電路的增益都是可以根據(jù)環(huán)境變化而自動調(diào)節(jié)的，能通過合理的參數(shù)設(shè)定，會自動補(bǔ)償有關(guān)的損失。所以，就手機(jī)整