搜档网
当前位置:搜档网 › 一篇手机天线设计的经典文章

一篇手机天线设计的经典文章

一篇手机天线设计的经典文章
一篇手机天线设计的经典文章

一篇手机天线设计的经典文章一篇手机天线设计的经典文章 第二类天线天线天线,例如,倒置F 型平面天线天线

天线(PIFA),它装在地线上面。由于这种天线天线使用印刷电路板上面的空间,因而,这类天线天线天线用得最普遍。混合绝缘体天线天线天线就是把绝缘体天线天线天线和PIFA 结合在一起,它和PIFA 一样,装在接地面的上方时,能够工作(图1)。

天线

天线的位置 电讯产业多年来在长条型手机手机手机上的经验告诉我们:最好还是把天线天线天线安装在手机手机手机的顶部。这么做的原因是:如果你的手把天线天线天线挡住时,你发会现手机手机

手机的性能会迅速下降,而如果天线天线天线装在手机手机

手机的顶部,那它几乎就不会被挡住了。 如今,情况已经发生了变化,我们需要用新的思路去设计设计设计新手机手机

手机的外型。通常情况下:现在只有两种类型的手机手机手机——长条型手机手机手机和翻盖型手机手机手机,或者折叠型手机手机手机。最近,又出现了新型的手机手机手机,比如,滑盖型手机手机手机和旋转型手机手机手机。旋转型手机手机

手机的两个部分可以围绕着一个轴转动。所有这种由两个部分组成的手机手机

手机使问题变得更复杂了:他们都必须在打开和合上两种状态下工作,而这种问题不会出现在长条型手机手机手机上。从电气的角度讲,这两种状态是不一样的,这就是说,在这两种状态下,手机手机手机的性能都必须符合要求。

天线天线设计设计设计师一直非常关注天线天线天线周围的元器件。现在的手机手机

手机都做很紧凑,因此,像电池和照相机部分常常紧挨着天线天线天线。相邻的元器件一般在很大程度上是决定产品性能的关键。对于不同的手机手机手机,它们的影响是不一样的,但是,都会严重地降低天线天线天线的性能。结果是,在开发过程的后期,设计设计设计师不得不对部分手机手机手机的零部件重新进行设设计。

天线天线会在任何紧挨着天线天线天线的导体里感应电流。手机

手机里的导体分为两种。第一种是印刷电路板总成,它包括了印刷电路板和它的屏蔽。这些互相连接的导体形成一个大导体,构成一个能改善天线天线

天线性能的地。第二种导体由更小的分立元件组成,他们通过像导线和柔性印刷电路板(FPCB)这些连接件连接到印刷电路板上。应当避免在这些元件上产生激励电流,因为元件或者关联电路会有能量损失。由于在设计设计设计时,往往没有把这些元件或电路考虑进去,因此,能量损失通常都比较大。

连接方法

遵循设计设计

设计指南,可以避免这些元件可能带来的问题。 需要用许多导线的内部连接通常用FPCB 来完成的。例如,FPCB 往往用来连接照相机。当把FPCB 放到天线天线天线附近时,我们就要特别小心,因为FPCB 和天线天线

天线二者之间的耦合,可能会影响天线天线天线的性能。但是,只要对FPCB 或是对天线天线

天线做一个很小的改动,就能够解决这个问题。只要FPCB 的位置固定好,问题也许不大。但是,如果FPCB 没有固定好的话,那么,问题就会很严重。举一个例子,和一个可以自由旋转的照相机的连接时,如果其中的FPCB 可以弯成许多不同的形状,那么,评定其效果的任何实验都是不能重复的。在这种情况下,要在 FPCB 上面做点什么就非常困难。只需要几根导线进行的连接,就像连接到扬声器那样,往往用很简单的方法进行连接,例如,在每个端点焊上弹性触点或金属线。通常情况下,天线天线天线设计设计

设计师更喜欢使

用弹性触点。如果一个零件是用弹性触点来连接天线天线天线的话,那么,在每个手机手机手机里,它形成的电路长度是一样的。如果使用金属线来连接天线天线

天线的话,那么,在各个手机手机里,它形成的电路长度可能就会有些不同。即使在制造时,电路的长度都是一致的,它可能和原型手机手机手机不一样。因此,在第一部手机手机手机中,频率为1600MHz 时出现的问题,在第二部手机手机手机中可能是在1800MHz 时表现出来。如果有问题的手机手机手机使用GSM1800频带,那么,第一部手机手机手机是工作正常,但是另一部手机手机

手机却不能正常工作。 手机手机的电池会对天线天线天线的性能产生巨大的影响。电池会降低天线天线

天线的谐振频率,同时还会降低它的效率。因此,最好的方法是:

● 电池应尽可能放在远离天线天线

天线的位置(建议最小距离为5mm)。 ● 使用15pF 至33pF 的并联电容器,让电池和控制电路在射频时接地。 ● 由于金属弹簧夹是造成天线天线

天线损失的一个因素,因此要使用塑料电池夹。 在大部分的手机手机手机中,扬声器是安放在印刷电路板上,与天线天线

天线相对的另一边,这不会带来任何实际的问题。然而,在许多新的超薄型手机手机

手机中,为了节省原本由扬声器所占用的印刷电路板的空间,把扬声器移到了天线天线

天线那里。如果耦合到扬声器上,天线天线的效率就会明显下降。在这种情况下,最好是用一个非常短的弹簧片来连接扬声器,避免使用活动的导线。由于扬声器紧挨着天线天线天线,在设计设计设计的早期,天线天线天线设计设计

设计师就应该拿到扬声器的样品,这点非常重要。如果无法避免使用活动的导线,那么,就应该在扬声器的两条连接导线中串联电感器作为保护。表面安装电感器一般会防止出现射频信号耦合。要给串联电感器留下焊盘,如果不需要的话,在最后设计设计设计印刷电路板时把它去掉。

手机天线厂家是根据什么原理设计手机天线的手机天线厂家是根据什么原理设计手机天线的??

Centre frequency 中心频率

Bandwidth 带宽

Antenna Gain

Impedance 阻抗

VSWR(Voltage Standing Wave Ratio 电压驻波比)

Operating temperature

Storage temperature

立夏的7条原则都对,也全面.但在实践中,手机

手机手机天线天线天线首先要受尺寸的限制.即其大小必须与整体尺寸相配合,为总体设计设计

设计和用户所接受. 1. 作为通信天线天线天线必须在水平面内应有全向性.最合适的式样是1/4波长天线天线天线,但是对于1800MH/900MH 的系统它的长度要达到8/16cm.显然这是不能接受的.好在一个无限小的偶极子天线天线天线的增益与1/4波长天线天线天线相差并不多.因此天线天线

天线长度的缩小对增益的损失并不严重.

2. 电气小天线天线天线(指比比波长小很多的天线天线

天线)的主要问题在于与收发信机的阻抗匹

配.电路传输的主要问题是阻抗匹配.严重失配的传输回路会存在严重的反射.发射机产生的高频功率不能有效地通过天线天线天线传输到空间.大部分在来回反射的过程中损耗在电路欧姆电阻上变成热能. 3. 电气小天线天线天线的输入复数阻抗由很小的实部和很小的电容串联构成.这与1/4波长天线天线天线的75欧姆纯电阻相比,要实现跟收发机的匹配困难得多.即使通过匹配网络实现了匹配,在传输效率上也因匹配网络的欧姆电阻而损失很多.这是小天线天线天线的真正困难所在. 4. 由于通信信号相对带宽较窄,带宽不是主要困难.一根合适直径的导体或一定的螺旋结构都可以实现宽频带,后者还可以有利阻抗匹配.

手机手机 : : : 天线天线天线++手机内置天线设计手机内置天线设计

手机 : 天线

无线电发射机输出的射频信号功率,通过馈线(电缆)输送到天线天线天线,由天线天线天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后,由天线天线天线接下来(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,天线天线

天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备,没有天线天线天线也就没有无线电通信。 天线天线

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。

内、外置外置天线天线天线比较比较

比较 目前手机手机手机天线天线天线主要就内置及外置天线天线天线两种,内置天线天线

天线客观上必然比外置天线天线弱。天线天线天线的架设都是尽量远离地面和建筑物的,天线天线天线接近参考地的时候,大部分能量将集中在天线天线天线和参考地之间,而无法顺利发射,所以天线天线

天线发射,需要一个“尽量开放”的空间。而手机手机手机电路版就是手机手机手机天线天线天线的参考地,让天线天线天线远离手机手机

手机其他电路,是提高手机手机手机天线天线

天线发射效率的关键。 但受到实际环境限制以及大家追求携带方便的要求,手机手机

手机的设计就必须在电气方面做出妥协。实际上,所有的GSM 手机

手机的接收发送电路的增益都是是可以根据环境变化而自动调节的,能通过合理的参数设定,会自动补偿有关的损失。所以,就手机手机整体而言,在信号比较好情况下,内天线天线天线和外天线天线

天线并不能看出差别。

差别是有的,在信号很弱的情况,外天线天线天线尤其是长天线天线

天线的信号死点门限将高于内天线天线天线,也就是理论上内天线天线天线手机手机

手机比较容易在弱信号环境丢失信号。 辐射问题,天线天线天线效率的下降必须以大的发射功率补偿,相同条件下内天线天线天线的辐射会比外天线天线天线大。但人体实际受到的辐射和整机结构有关,内天线天线天线手机手机

手机也可以通过合理安排天线天线

天线位置,抵消辐射对人体的影响。 辐射问题

辐射问题 手机手机手机的辐射主要是手机手机手机的天线天线天线发射模块带来的,手机手机手机的天线天线

天线做得十分粗大,它的作用就是为了减小发射的阻力。

可以说手机手机手机天线天线天线是手机手机

手机的辐射源,而把所谓的防磁贴贴在听音器上面也是不行的,因为这样会改变天线天线天线周围的磁场,使得天线天线

天线的信号发生变化,使得通话不能正常进行。

手机内置天线设计手机内置天线设计

在手机制造商中,为什么大家公认NOKIA 的手机信号好呢?为什么大家都认为MOTO 的手机信号好且性能稳定呢?主要原因是NOKIA 和MOTO 等大公司在天线与RF 方面的设计流程的理念与国内厂商不一样。像MOTO 公司所要主张的那样,手机设计首先要保证信号好,即RF 性能好;其次要保证音频性能好,话都听不清打什么电话呢?所以,在他们的初期方案中就包含了与天线相关的基于外观、主板、结构等的总体环境设计。由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体,提供给天线的预留空间及内部的RF 环境十分合理,所以天线性能优越也在情理之中。

反观国内的手机设计,负责项目管理和主持项目设计的人员对天线的认识不足,同时受结构方案和外形至上的制约,到最后来“配”天线,对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部份时间,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体积不足,或在天线下面安置喇叭、摄像头、马达、FPC 排线等元件,造成天线性能下降。实际上,如果在方案预研和总体设计阶段,让RF 与天线方面的技术人员有效参与进来,进行有效的RF 和天线设计沟通和评估,ID 、结构、RF 设计兼顾天线和整体性能,那么设计出优质的手机产品有什么难的呢?

一、内置天线对于手机整体设计的通用要求

主板主板

a. 布线 在关联RF 的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理,做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时RF 地要合理设计,RF 信号走线的参考地平面要找对(六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面),并保证RF 信号走线时信号回流路径最短,并且RF 信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它(主要是方便PCB 布线的微带线阻抗的计算和仿真)。PCB 板和地的边缘要打“地墙”。从RF 模块引出的天线馈源微带线,为防止走线阻抗难以控制,减少损耗,不要布在PCB 的中间层,设计在TOP 面为宜,其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计,以防短路和旁路耦合。天线RF 馈电焊盘应采用圆角矩形盘,通常尺寸为3×4mm ,焊盘含周边≥0.8mm 的面积下PCB 所有层面不布铜。双馈点时RF 与地焊盘的中心距应在4~5mm 之间。

b. 布板RF 模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,屏蔽盒尽量规整一体,同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。含金属结构的元件,如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。对于折叠和滑盖机,应避免设计长度较长的FPC (FPC 走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰),最好两面加接地屏蔽层。

c. 常见问题

对于传导接收灵敏已经满足要求(或非常优秀)但整机接收灵敏度差的情况,特别是PIFA 天线,其辐射体的面积和形式还是对辐射接收灵敏度有一定的影响,可以在天线方面做改进。

整机杂散问题原因在于天线的空间辐射被主板的金属元件(包括机壳上天线附近的金属成分装饰件)耦合吸收后产生一定量的二次辐射,频率与金属件的尺寸关联。因此要求此类元件有良好的接地,消除或降低二次辐射。整机杂散问题还与天线与RF 模块之间的谐振匹配电路有关,如果谐振匹配电路的稳定性不好,很容易激发产生高次谐波的干扰。

机壳的设计

机壳的设计

由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感,因此,外壳的设计和天线性能有密切关系。外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分,壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。若有需要,应采用非金属工艺实现。机壳内侧的导电喷涂,应止于距天线20mm处。对于纯金属的电池后盖,应距天线20mm以上。如采用单极(monopole)天线,面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。电池(含电连接座)与天线的距离应设计在5mm以上。

二、手机内置天线的分类

1. PIFA皮法天线

a. 天线结构

辐射体面积550~600mm2,与PCB主板TOP面的距离(高度)6~7mm。天线与主板有两个馈电点,一个是天线模块输出,另一个是RF地。天线的位置在手机顶部。PIFA皮法天线如按要求设计环境结构,电性能相当优越,包括SAR指标,是内置天线首选方案。

适用于有一定厚度手机产品,折叠、滑盖、旋盖、直板机。

b. 主板

天线投影区域内有完整的铺地,同时不要天线侧安排元器件,特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。它们对天线的电性性能有很大的负面影响.

线、

c.天线的馈源位置和间距

一般建议设计在左上方或右上方;间距在4~5mm之间。

2. PIFA天线的几种结构方式

a.支架式

天线由塑胶支架和金属片(辐射体)组成。金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。塑胶常用ABS或PC材料,金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。也可用FPC,但主板上要加两个PIN,这两项的成本稍高。

b. 贴附式

直接将金属片(辐射体)贴附在手机背壳上。固定方式一般用热熔结构。也有用背胶方式的,由于结构不很稳定,很少采用。FPC也如此。

3. MONOPOLE单极天线

a. . 天线结构

辐射体面积300~350mm2,与PCB主板TOP面的距离(高度)3~4mm,天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。天线与主板只有一个馈电点,是模块输出。天线的位置在手机顶部或底部。

MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构,电性能可达到较高的水平。缺点是SAR稍高。不适用折叠、滑盖机,在直板机和超薄直板机上有优势。

b.主板

天线投影区域不能有铺地,或无PCB,同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。由于单极天线的电性能对金属特别敏感,甚至无法实现。

c. 天线的馈源位置馈电点的位置

与PIFA方式有区别。一般建议设计在天线的四个角上。

4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式

a. 与PIFA天线相同,有支架式、贴附式。

b. PCB式MONOPOLE单极天线的辐射体采用PCB板,与主板的馈电有簧片和PIN方式,热熔在塑胶支架上。还可以在机壳上做定位卡勾安装。

c. 特殊结构天线设计在手机顶部立面(厚度)上,用金属丝成型,如MOTO的V3、V8超薄系列,他们为天线设计的金属空白区域很大,实际上这是属于天线的一部分。国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。这种形式环境设计和天线设计均有难度,需慎重选择。另一种是称为“假内置”的形式,相当于将外置天线移到机内,体积很小,用PCB或陶瓷材料制成。这种天线带宽、辐射性能较差、成本高,不建议采用。

三、手机内置天线形式比较

这里简单比较一下两种主流PIFA 皮法和MONOPOLE 单极天线,以及分别适用的机型结构:

有效面积有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方天线投影下方 天线馈源天线馈源天线馈源 天线体积天线体积 电性能电性能电性能 SAR

皮法皮法 600 7 有地有地 2 大 很好很好很好 低低

单极单极 350 4 无地无地 1 小 好好 稍高稍高稍高

折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机

皮法 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用

单极 不适用 不适用 不适用 适用 适用定制 适用

四、很多情况下,手机设计公司因为某一款机型的天线性能未达标,而被迫更换天线公司,结果也未尽人意,项目进程延迟。但此时的造型、机壳模具、主板可变化的空间很小,最终勉强上市,或推翻该方案,造成很大的损失。因此,建议在手机方案设计时,尤其在产品造型和结构设计阶段让天线工程师参与进来,对天线相关的一些方案提出建议,共同研讨,设计出比较合理的外观造型和射频环境结构,提高天线的电性能指标,使手机产品在整体性能方面有较高的品质。希望上述内容能对手机方案设计、特别是有关天线环境的设计有参考价值,加强手机方案设计的各专业工程师对天线特性更深入的了解,减少项目在时间、人力物力方面的损失。 有效面积mm2 距主板地mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR 皮法 => =>4400 => 5 有地有地 2 大 好好 低低(不好说不好说,,看天线的位置看天线的位置))

单极单极 => =>250 =>3 无地无地 1 小 好好 稍稍高(不好说不好说,,看天线的位置看天线的位置))

天线PATTEN 目前种类很多目前种类很多(LOOP, ),(LOOP, FLASHING,WIDE...... ),什么环境什么环境什么环境,,用什么PATTEN,PIFA 和MONOPOLE 只是最基本入门的PATTEN,PATTEN,不过大多走线都是从这基本的走线不过大多走线都是从这基本的走线PIFA 和MONOPO MONOPOLE LE 转化而来的转化而来的..

折叠机折叠机 滑盖机滑盖机滑盖机 旋盖机旋盖机旋盖机 直板机直板机直板机 超薄折叠机超薄折叠机超薄折叠机 超薄直板机超薄直板机超薄直板机

皮法皮法 适用适用适用 适用适用适用 适用适用适用 适用适用适用 不适用不适用不适用 不适用不适用不适用

单极 适用适用适用 适用适用适用 不适用不适用不适用 适用适用适用 适用定制适用定制适用定制 适用适用适用

天线的基础知识天线的基础知识 1 天线天线的的基础知识基础知识

表征天线天线

天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式等。

1.1 天线天线

天线的输入阻抗

天线天线的输入阻抗是天线天线天线馈电端输入电压与输入电流的比值。天线天线

天线与馈线的连接,最佳情形是天线天线

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,天线天线天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓。天线天线

天线的匹配工作就是消除天线天线

天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗。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,使用那一个纯出于习惯。在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗。一般移动通信天线天线

天线的输入阻抗为50Ω。

驻波比:它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间。驻波比为1,表示完全匹配;驻波比为无穷大表示全反射,完全失配。在移动通信系统中,一般要求驻波比小于1.5,但实际应用中VSWR 应小于1.2。过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大,影响基站的服务性能。

回波损耗:它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示。回波损耗的值在0dB 的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好。0表示全反射,无穷大表示完全匹配。在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB。

1.2 天线天线

天线的极化方式 所谓天线天线天线的极化,就是指天线天线

天线辐射时形成的电场强度方向。当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波;当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波。由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播。

因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式。另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线天线天线。就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式。双极化天线天线

天线组合了+45°和-45°两副极化方向相互正交的天线天线,并同时工作在收发双工模式下,大大节省了每个小区的天线天线

天线数量;同时由于±45°为正交极化,有效保证了分集接收的良好效果。(其极化分集增益约为5dB,比单极化天线天线

天线提高约2dB。)

1.3 天线天线

天线的增益 天线天线增益是用来衡量天线天线天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线天线天线最重要的参数之一。

一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能。天线

天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量。任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线天线

天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量。另外,表征天线天线

天线增益的参数有dBd 和dBi。DBi 是相对于点源天线天线

天线的增益,在各方向的辐射是均匀的;dBd 相对于对称阵子天线

天线的增益dBi=dBd+2.15。相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远。

一般地,GSM 定向基站的天线天线

天线增益为18dBi,全向的为11dBi。

1.4 天线天线

天线的波瓣宽度 波瓣宽度是定向天线天线天线常用的一个很重要的参数,它是指天线天线

天线的辐射图中低于峰值3dB 处所成夹角的宽度(天线天线天线的辐射图是度量天线天线

天线各个方向收发信号能力的一个指标,通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系)。

天线天线垂直的波瓣宽度一般与该天线天线

天线所对应方向上的覆盖半径有关。因此,在一定范围内通过对天线天线

天线垂直度(俯仰角)的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的,这也是我们在网络优化中经常采用的一种手段。主要涉及两个方面水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度。水平平面的半功率角(H-Plane Half Power beamwidth)

端口最大输入功率Max Input Power per port 150 W

Electrical Downtilt 1 to 10°

Downtilt Setting Accuracy ± 0.5°

电性能(Band 2)

增益Gain 16dBi

频率范围Frequency Range 1710-1880 MHz

双极化Polarisation Dual Slant ± 45°

端口隔离度Isolation between ports 330 dB

水平平面-3dB 功率角

Horizontal Plane -3dB Power Beamwidth 65°

垂直平面-3dB 功率角

Vertical Plane -3dB Power Beamwidth

水平面-10dB Power Beamwidth

Horizontal Plane -10dB Power Beamwidth 120°

阻抗Impedance 50 Ohm

回波损耗Return Loss 870-960 MHz 314 dB

前后比Front to Back Ratio 325 dB

端口最大输入功率Max Input Power per port 125 W

电调下倾角度Electrical Downtilt 1 to 10°

电调下倾角度精确度Downtilt Setting Accuracy ± 0.5°

电性能(一般)

连接器类型Connectors Type 7/16 DIN, N optional

机械性能

高度Height 2258 mm

宽度Width 400 mm

深度Depth 139 mm

额定风速度Rated Wind Speed 200 km/hr

Thrust at Wind Speed of 160 km/hr kgf 175

重量(除安装机架)

Weight(excluding mounting brackets) TBOutline Drawing No MK105kg

6手机内置天线设计

手机内置天线设计 在手机制造商中,为什么大家公认NOKIA的手机信号好呢?为什么大家都认为MOTO的手机信号好且性能稳定呢?主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天线与RF方面的设计流程的理念与国内厂商不一样。像MOTO公司所要主张的那样,手机设计首先要保证信号好,即RF性能好;其次要保证音频性能好,话都听不清打什么电话呢?所以,在他们的初期方案中就包含了与天线相关的基于外观、主板、结构等的总体环境设计。由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体,提供给天线的预留空间及内部的RF环境十分合理,所以天线性能优越也在情理之中。 反观国内的手机设计,负责项目管理和主持项目设计的人员对天线的认识不足,同时受结构方案和外形至上的制约,到最后来“配”天线,对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部份时间,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体积不足,或在天线下面安置喇叭、摄像头、马达、FPC 排线等元件,造成天线性能下降。实际上,如果在方案预研和总体设计阶段,让RF 与天线方面的技术人员有效参与进来,进行有效的RF和天线设计沟通和评估,ID、结构、RF设计兼顾天线和整体性能,那么设计出优质的手机产品有什么难的呢? 一、内置天线对于手机整体设计的通用要求 主板 a.布线在关联RF的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理,做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时RF地要合理设计,RF信号走线的参考地平面要找对(六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面),并保证RF信号走线时信号回流路径最短,并且RF信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它(主要是方便PCB布线的微带线阻抗的计算和仿真)。PCB板和地的边缘要打“地墙”。从RF模块引出的天线馈源微带线,为防止走线阻抗难以控制,减少损耗,不要布在PCB的中间层,设计在TOP面为宜,其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计,以防短路和旁路耦合。天线RF馈电焊盘应采用圆角矩形盘,通常尺寸为3×4mm,焊盘含周边≥0.8mm的面积下PCB所有层面不布铜。双馈点时RF与地焊盘的中心距应在4~5mm之间。 b.布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,屏蔽盒尽量规整一体,同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。含金属结构的元件,如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。对于折叠和滑盖机,应避免设计长度较长的FPC(FPC 走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰),最好两面加接地屏蔽层。 c.常见问题 对于传导接收灵敏已经满足要求(或非常优秀)但整机接收灵敏度差的情况,特别是PIFA天线,其辐射体的面积和形式还是对辐射接收灵敏度有一定的影响,可以在天线方面做改进。 整机杂散问题原因在于天线的空间辐射被主板的金属元件(包括机壳上天线附近的

线圈天线设计经验总结

线圈天线设计经验总结 线圈天线设计经验总结 做了三四个月的线圈天线了,从刚开始的什么都不懂,到现在的知道自己什么不懂, 也算是一个成长的过程,做了这么久,有点经验,写在这里与大家分享一下。 需求是13.56MHz 的天线,就像刷公交卡的那种天线一样,但不知道用什么形式的天 线做,看了一两个礼拜的微带天线,参考教程在HFSS 中做出了第一个微带天线的仿真, 正觉得有点进展的时候,老师一句话,用线圈天线做,我不得不改做线圈天线。然后就是 各种资料的搜索与学习。 线圈天线是一种很简单的天线,复杂点说的话,就是用铜线(当然可以是其他材料) 按照一定的形状绕几圈,ok ,这就是线圈天线了,铜线的两头加上激励源就可以发射了。(有兴趣的同学可以把你手中的公交卡打开,会发现它就是用的线圈天线,网上有这种教程,可以让你把公交卡拆开,然后把完成公交卡功能的天线和芯片拿出来贴在手机后盖和 电池之间,这样就可以很潇洒的实现手机刷卡了,哈哈,不过要怎么充值就要自己想办法了)当然,这个时候的线圈天线是不好用的,因为你对它的特性什么的都不了解。所以, 打算先进行理论方面的研究。 理论分析与Matlab 仿真 因为做的是类似于RFID 的NFC 的13.56MHz 的线圈天线,天线在这个频率一般都是 使用磁场耦合来实现能量的传递,那么我们就对在这个时候线圈的磁场进行分析。网上 关于矩形线圈的磁场分析有很多论文了,但我们还是自己做一下会理解的比较深刻,先复 习一下电磁场的知识,正好书上有一道例题讲的就是长度为l 的导线在周围空间任意点产生的磁场公式,这里引入了矢量磁位A ,因为矢量磁位A 的方向与电流I 的方向是相同的,而且对矢量磁位求旋度就是磁感应强度B ,这种性质对线天线来讲是很有用的。 矩形线圈 我们先来研究单圈的矩形线圈天线。 根据有限长导线周围磁感应强度的公式,算出四条边在空间某一点的矢量磁位A ,由于两两方向相同,叠加之后就剩下了两个方向的向量相加,这样利于后面求旋度的处理; 对空间某一点总矢量磁位A 求旋度就得到了磁感应强度B ,只取B 的Z 方向大小Bz 就 得到了我们所关心的垂直方向磁感应强度(因为刷卡的时候算磁通量只有垂直方向的是有 效的)。这样得到的是一个巨复杂的公式,用人的肉眼直接观察看不出来任何规律,于是 借助Matlab 的画图功能得到直观的感受。 Matlab 的m 文件内容与图片如下: clear all; clc;

第一讲 天线基本原理

第一讲天线基本原理 1、天线的基本概念 1.天线的作用 在任何无线电通信设备中,总存在一个向空间辐射电磁能量和从空间接收电磁能量的装置,这个装置就是天线。 天线的作用就是将调制到射频频率的数字信号或模拟信号发射到空间无线信道,或从空间无线信道接收调制在射频频率上的数字或模拟信号。 2.天线问题的实质 从电磁场理论出发,天线问题实质上就是研究天线所产生的空间电磁场分布,以及由空间电磁场分布所决定的电特性。空间任何一点的电磁场满足电磁场方程——麦克斯韦方程及其边界条件。因此,天线问题是时变电磁场问题的一种特殊形式。 从信号系统的角度出发,天线问题可以理解为考察由一个电磁波激励源产生的电磁响应特性。从通信系统的角度出发,天线可以理解为信号发射和接收器,收发天线之间的无线电信号强度满足通道传输方程和多径衰落特性。 3.对天线结构的概念理解 采用不同的模型,对天线可以有不同的理解。典型的模型比如:开放的电容 [思考] 野外电台或电视发射塔,无线电视或电台接收机,为什么能构成一个天线,其电流回路在什么地方? 开放的传输线 从传输线理论理解,天线可以看做是将终端开路的传输线终端掰 开。 TM mn型波导 将天线辐射看做是在4π空间管道中传输的波导,则对应的传输波型是TM型波,但在传输过程中不断遇到波导的不连续性,因此不断激励

高次模。 由电磁波源和电磁波传输媒质形成电磁波传输的机构 波的形成都需要波源和传输媒质。在一盆水中形成机械波纹,可以使用点激励源产生波,并在水面上传播。波的传播特性只与媒质特性有关而与波源无关。将一个肉包子扔出去,这个肉包子可能产生不同的结果,或者被狗吃了,或者掉在什么地方了,都与扔包子的人不再有任何关系。而对天线来说,馈点的激励源就是这种波源,天线导体和外界空间就是传输媒质。不过电磁波的传输媒质可以是真空。 [思考] 电磁波具有波粒二象性。频率越低,波动性越强;频率越高,粒子性越强。所以光波主要表现出粒子性,而长波表现出波动性。射频电磁波就是介于这二者之间的一种电磁波,它既有显著的波动性,又有显著的粒子性。只要认清这一点,许多问题就会变得易于理解。认清事物的本质规律我们才能很好地利用它,我们不能把一头驴当马使,否则就会出现许多荒唐的错误。有人认为射频很复杂,有人认为很简单,就是这个道理。 [哲学启示] 电磁波由于看不见,摸不着,所以在很多人看来它很抽象。但考虑到世界是普遍联系的,尽管不同的事物也有许多不相同点,但找到它们之间的联系,就能获得认识抽象事物的“火眼金睛”。 2、电磁场基本方程 1.麦克斯韦方程 (电生磁。若电场变化,则磁场随之变化) (磁生电。若磁场变化,则电场随之变化) (磁力线是无始无终的封闭闭合曲线) (电力线出发和终止于自由电荷)

2.4G 天线设计完整指南(原理、设计、布局、性能、调试)

本文章使用简单的术语介绍了天线的设计情况,并推荐了两款经过测试的低成本PCB天线。这些PCB天线能够与PRoC?和PSoC?系列中的低功耗蓝牙(BLE)解决方案配合使用。为了使性能最佳,PRoC BLE和PSoC4 BLE2.4GHz射频必须与其天线正确匹配。本应用笔记中最后部分介绍了如何在最终产品中调试天线。 1、简介 天线是无线系统中的关键组件,它负责发送和接收来自空中的电磁辐射。为低成本、消费广的应用设计天线,并将其集成到手提产品中是大多数原装设备制造商(OEM)正在面对的挑战。终端客户从某个RF产品(如电量有限的硬币型电池)获得的无线射程主要取决于天线的设计、塑料外壳以及良好的PCB布局。 对于芯片和电源相同但布局和天线设计实践不同的系统,它们的RF(射频)范围变化超过50%也是正常的。本应用笔记介绍了最佳实践、布局指南以及天线调试程序,并给出了使用给定电量所获取的最宽波段。

图1.典型的近距离无线系统 设计优良的天线可以扩大无线产品的工作范围。从无线模块发送的能量越大,在已给的数据包错误率(PER)以及接收器灵敏度固定的条件下,传输的距离也越大。另外,天线还有其他不太明显的优点,例如:在某个给定的范围内,设计优良的天线能够发射更多的能量,从而可以提高错误容限化(由干扰或噪声引起的)。同样,接收端良好的调试天线和Balun(平衡器)可以在极小的辐射条件下工作。 最佳天线可以降低PER,并提高通信质量。PER越低,发生重新传输的次数也越少,从而可以节省电池电量。 2、天线原理 天线一般指的是裸露在空间内的导体。该导体的长度与信号波长成特定比例或整数倍时,它可作为天线使用。因为提供给天线的电能被发射到空间内,所以该条件被称为“谐振”。 图2. 偶极天线基础 如图2所示,导体的波长为λ/2,其中λ为电信号的波长。信号发生器通过一根传输线(也称为天线馈电)在天线的中心点为其供电。按照这个长度,将在整个导线上形成电压和电流驻波,如图2所示。 输入到天线的电能被转换为电磁辐射,并以相应的频率辐射到空中。该天线由天线馈电供电,馈电的特性阻抗为50Ω,并且辐射到特性阻抗为377Ω的空间中。

手机内置天线慎用FPC

手机内置天线慎用FPC 目前,研发和生产的手机内置天线绝大多数是由金属弹片和塑料支架组成。此种结构形式可以保证安装可靠、天线性能稳定。其缺点是: 需要开发和制作五金及塑料模具,制作周期长,费用较高。制作一套连续冲五金模具最快也要五至六天,制作一套塑胶模具最快也要六至七天。通常情况,一套五金加塑胶模具总费用在万元以上。为了缩短研发周期,规避产品研发失败而产生的模具费用损失,人们尝试用FPC(柔性线路板)代替五金弹片甚至代替天线支架,取消传统的热熔工艺,用不干胶直接粘在手机外壳(或天线支架)上。此种简单、快捷的天线生产工艺到底怎样呢? 近年来,我们总计生产了几十套FPC天线,根据我们对此种天线质量的分析和对最早使用该种天线的手机生产商调查,我们的结论是: 使用FPC粘到手机外壳(或支架)的天线,存在一定质量隐患。每家FPC 厂都是用生产普通线路板的流程来生产天线,从FPC投料到天线出厂检验很难做到像五金和塑料天线一样规范化操作,生产标准、生产工艺无法控制,更难保证各批次性能一致。如果确实需要使用FPC则必须在设计、生产和检验中应该注意如下问题: (一)在FPC天线中不干胶是重要固定材料,优良的永久性粘胶剂、合适的粘贴工艺是该天线质量的重要保证。然而,天线厂对于选用良好不干胶、不干胶的成分合成、不干胶的使用方法等了解甚少,或者可说是束手无策,形成完全依赖FPC线路板厂,失去质量控制,这种状态必须改变。 1。不同的被粘贴物表面对粘贴影响很大,粗燥的被粘贴物表面就需要粘度较强的粘胶剂,不然天线容易翘起即粘性不如人意。 2。被粘贴表面有平面和曲面之分,如果天线设计具有一定弧度则必须具有很强的粘合力。 3。FPC基材的柔性对于不干胶的粘合非常重要,特别是天线弧度较大时则必须有很好的柔性,否则,这款天线在短期内就会发生性能变化。较薄的基材有较好的柔性,然而这与天线性能存在矛盾。

(整理)天线原理与设计习题集解答_第8_11章.

第八章 口径天线的理论基础(8-1) 简述分析口径天线辐射场的基本方 法。 答:把求解口径天线在远区的电场问题分为两部分: ①. 天线的内部问题; ②. 天线的外部问题; 通过界面上的边界条件相互联系。 近似求解内部问题时,通常把条件理想化,然后把理想条件下得到的解直接地或加以修正后作为实际情况下的近似解。这样它就变成了一个与外部问题无关的独立的问题了。 外部问题的求解主要有: 辅助源法、矢量法,这两种是严格的求解方法; 等效法、惠更斯原理法、几何光学法、几何绕射法,这些都是近似方法。 (8-2) 试述几何光学的基本内容及其在口径天线设计中的应用。 答:在均匀的媒质中,几何光学假设能量沿着射线传播,而且传播的波前(等相位面)处处垂直于射线,同时假设没有射线的区域就没有能量。 在均匀媒质中,射线为直线,当在两种媒质的分界面上或不均匀媒质传播时,便发生反射和折射,而且完全服从光的反射、折射定律。 B A l nds =? 光程长度: 在任何两个给定的波前之间,沿所有射线路径的光程长度必须相等,这就是光程定律。''PdA P dA = 应用: ①. 可对一个完全聚焦的点源馈电的天线系统,求出它在给定馈源功率方向图 为P(φ,ξ)时,天线口径面上的相对功率分布。 ②. 对于完全聚焦的线源馈电抛物柱面天线系统,口径上的相对功率分布也可 用同样类似的方法求解。 (8-3) 试利用惠更斯原理推证口径天线的远区场表达式。 解:惠更斯元产生的场: (1cos )2SP j r S SP jE dE e r βθλ-?= ?+?? 222)()(z y y x x r S S SP +-+-= r , r sp >>D (最大的一边)

手机双频天线设计论文综述

通信工程专业实训 题目:手机内置天线的设计 专业:通信2班 学号:1167119226 姓名:李盼 指导老师:杜永兴 分数:_________________

目录 摘要: 关键字: 第一章:背景介绍 第二章:实训过程记录第三章:实训结论 第四章:实训总结 第五章:参考文献

摘要:现在的电子通讯技术飞速发展,随着技术可经济的推进,人们对手机的要求越来越高,然而手机的基本功能就是打电话,而对手机的内置天线要求就更高难度更大,小型化,并且能工作在不同的频段下,文中主要研究双频手机PIFA天线。采用了开槽的的设计方法实现了天线的双频,工作性能良好,易于实现,现在大多数手机都使用这种天线。 关键字:PIFA天线,双频,GSM,DCS,HFSS 第一章:背景介绍 1.1 移动通信对手机天线的要求 天线最主要的功能在于转换两种不同传播介质中的电磁波能量。在能量转换的过程中,会出现收发信机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中,天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计,以使得收发信机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径。 移动通信手机对天线的要求: 外在要求: 天线尺寸小,重量轻,剖面低,携带方便,机械强度好 电性能要求: 水平面要求有全向辐射方向图,频带宽,效率高,增益高,受周围环境影响小,对人体辐射伤害小 1.2 手机天线的指标意义 天线输入阻抗: 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率,天线的带内增益波动,天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线,,天线的阻抗不匹配,将导致大量的信号反射,使天线的辐射效率降低,同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动,如果天线的驻波为6,手机前端的击穿电压将降为原来的1/6,而功率容量就会下降。 手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。 天线的驻波要求,我们目前统一要求为小于3。

GSM 手机外置天线的原理

GSM 手机外置天线的原理 摘要: 手机在人们的生活中起着越来越重要的作用, 而手机在发送接收信号时性能的好坏, 一定程度上取决于射频电路天线部分的设计。介绍了GSM 频段手机外置天线的原理和电气特性要求, 及依据天线工作原理工厂对手机天线的检验方法。 1GSM 手机外置天线的原理 手机天线对整个手机来说是一颗机构电子料, 他的外观同工业设计有关系。这里着重讲述手机外置(exposed)天线电气方面的原理。 当电能量加到并联谐振网络上时, 并联谐振网络就会向外发射一定频率F = 1/2π√LC 的电磁波。当并联谐振网络处在电磁场中, 他会产生一定频率F = 1/2π√LC的电能量, 且频率F 与电磁波频率一致时, 产生电能量相对最大。手机天线就是运用这样的电气原理, 为了更好地发送和接收电磁波, 将并联谐振回路中的电容两个板极打开, 以电感为振子。电容性以分布容性实现, 因中国的全球通波段和欧洲一致, EGSM (低发高收880~915MHz 及925~960MHz) 加DCS (发1710~1785MHz, 收1805~1885 MHz) , 总对天线来说要求DualBand (880~960MHz, 1710~1880MHz)。故电感为一个有两种疏密度的线圈, 以满足两波段频率发送接收的需要。 若是做三频天线, 因PCS 频段与DCS 频段接近, 只需在DCS 频段上扩展就可以。调节手机天线电气性能时,需要一只最终定型的手机(所有其他部件不再会改变) 制作手机天线测试工具, 在其天线连接的部位引1 根钢管线出来安装SMA 头。通过接校准过单端口S11 参数的矢量网络分析仪Aginlent8753 来显示天线在两个频段的S11特性, 应该在有用频段内小于- 10 dB, 测试时周围不应该有金属反射面, 有些厂商EGSM 频段做不到小于- 10 dB,那最低要求也要做到小于- 8 dB。 若满足不了S11 特性, 就要通过改变线圈的长度和疏密度及手机内部PCB 板匹配网络来满足S11 参数特性。参数达标后, 将线圈固定并拍照记录下线圈的长度和疏密度, 使之可用以大量生产, 并记录下匹配网络各被动器件参数用于手机内部PCB 板匹配网络制作。若是翻盖手机,S11 在闭合和打开时都满足所测标准, 主要考察打开时的S11。S11 与V SWR 有对应换算关系。调好S11 后, 还要测其增益与方向性, 这就要求在3D 或2Dchamber 里测试, 绘出图形, 再换算成理论要求平均增益, 接近于0 dB。但实际做不到, 一般要求EGSM 频段不小于- 1 dB, DCS频段不小于- 2 dB。内置天线更低为- 4 dB, 另外SAR 测试也要达标, 这要求在专用的SAR 实验室测试(实验室必须具有国际认证资格) 目前国家并没有做强制要求。 因为要做到电气性能达标, 线圈必须大于一定长度,所以天线外露出机壳的部分必须大于1614mm, 但是把线圈缩入机壳内的除外。除装配合格外, 手机外置天线要做落甩实验, 直板机从高度为115 m 落下, 折叠机为112 m。经落甩后机构电气性能都不能改变。

天线设计毕业汇报总结

第一章绪论 一、绪论 1.1课题的研究背景及意义 自古至今,通信无时无刻不在影响着人们的生活,小到一次社会交际中的简单对话;大到进行太空探索时,人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说,离开了通信技术,我们的生活将会黯然失色。近年来,随着光纤技术越来越成熟,应用范围越来越广。在广播电视领域,光纤作为广播电视信号传输的媒体,以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有的传输频带宽,容量大,损耗低,串扰小,抗干扰能力强等特点,已成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路,也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送方式。随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的现代通信技术引起了人们的极大关注,我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力,我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前,电力系统光纤通信网已成为我国规模较大,发展较为完善的专用通信网,其数据、语音,宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载,电力系统的生产生活,显然,已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属,无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网(WLAN)技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是3G 时代,数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前,移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足,适用于无固定场所,或有线局域网架设受限制的场合,当然,同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN,目前广泛应用IEEE802.11 系列标准。其中,工作于2.4GHZ 频段的820.11 可支持11Mbps 的共享接入速率;而802.11a 采用5GHZ频段,速率高达54Mbps,它比802.11b 快上五倍,并和820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中,用来辐射或接收无线电波的装置成为天线,而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的,均需要有无线电波的辐射和接收,因此,同发射机和接收机一样,天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间或

4G智能手机天线设计的解决方案

4G智能手机天线设计的解决方案 2010年全球移动数据消费量增长了倍。这是移动数据使用量连续三年接近3倍的增幅。到2015年,全球移动数据业务量有望增长到2010年的26倍。导致这种戏剧性增长的关键因素之一是智能手机和平板电脑的快速普及。全球移动数据用户希望他们的设备在全球任何地方都能高速联网。 这种期望给网络和设备性能带来了巨大的负担。在移动数据设备中,天线是“接触”网络的唯一部件,优化天线性能变得越来越重要。然而,智能手机和平板电脑中的4G天线设计所面临的挑战十分艰巨。尽管应对这些挑战有多种可行的解决方案,但每一种都会有潜在的性能折衷。 4G天线设计挑战 有许多因素会影响手持移动通信设备的天线性能。虽然这些因素是相关的,但通常可以分成三大类:天线尺寸、多副天线之间的互耦以及设备使用模型。 天线尺寸天线尺寸取决于三个要素:工作带宽、工作频率和辐射效率。今天的带宽要求越来越高,其推动力来自美国的FCC频率分配和全球范围内的运营商漫游协议;不同地区使用不同的频段。“带宽和天线尺寸是直接相关的”且“效率和天线尺寸是直接相关的”--这通常意味着,更大尺寸的天线可以提供更大的带宽和更高的效率。 除了带宽外,天线尺寸还取决于工作频率。在北美地区,运营商V erizon Wireless和AT&T Mobility选择推广的LTE产品工作在700MHz频段,这在几年前是FCC UHF-TV再分配频段的一部分。这些新的频段(17,704-746MHz和13,746-786MHz)比北美使用的传统蜂窝频段(5,824-894MHz)要低。这个变化是巨大的,因为频率越低,波长越长,因而需要更长的天线才能保持辐射效率不变。为了保证辐射效率,天线尺寸必须做大。然而,设备系统设计人员还需要增加更大的显示器和更多的功能,因此可用的天线长度和整个体积受到极大限制,从而降低了天线带宽和效率。 天线间互耦更新的高速无线协议要求使用MIMO(多入多出)天线。MIMO要求多根天线(通常是两根)同时工作在相同频率。因此,话机设备上需要放置多根天线,这些天线要同时工作且相互不能有影响。当两根或更多天线位置靠得很近时,就会产生一种被称为互耦的现象。 举例说明,移动平台上紧邻放置两根天线。从天线1辐射出来的一部分能量将被天线2截获,截获到的能量将在天线2的终端中损耗掉,无法得到利用,这可以用系统功率附加效率(PAE)的损耗来表示。根据互换性原理,这种效应在发送和接收模式中是相同的。耦合幅度反比于天线的分隔距离。对于手机实现而言,MIMO和分集应用中工作在相同频段的天线之间的距离可以是1/10波长或以下。例如,750MHz时的自由空间波长是400mm.当间隔很小时,比如远小于一个波长,则耦合程度会很高。天线之间耦合的能量是无用的,只会降低数据吞吐量和电池寿命。 设备使用模型与传统手机相比,智能手机和平板电脑的使用模型有很大变化。除了正常工作外,这些设备还要满足电磁波能量吸收比(SAR)和助听器兼容性(HAC)法规要求。 使用模型的另一个方面是消费内容的类型。诸如大型多人在线角色扮演游戏(MMORPG)和实时视频数据流等视频密集型移动应用不断推动数据使用率飙升。据ABI Research预测,从2009年到2015年,西欧和北美地区数据使用率有望分别以42%和55%的年复合增长率(CAGR)增长。这些相似的应用正在驱动制造商生产出更大尺寸、更高分辨率的显示屏。数据使用率的提高也在悄然改变消费者对这些设备的手持方式。例如,对于游戏应用来说,使用者必须用两手紧握设备两头,而其它应用程序可能根本无需用手握住设备。 越来越大的显示屏和使用者抓握方式的改变,使得为天线辐射单元找一个不被显示屏或

手机电路原理,通俗易懂

第二部分原理篇 第一章手机的功能电路 ETACS、GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。 数字手机从电路可分为,射频与逻辑音频电路两大部分。其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出,与发射的I/Q调制到功率放大器输出的电路;逻辑音频包含从接收解调到,接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射I/Q调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。见图1-1所示 从印刷电路板的结构一般分为:逻辑系统、射频系统、电源系统,3个部分。在手机中,这3个部分相互配合,在逻辑控制系统统一指挥下,完成手机的各项功能。 图1-1手机的结构框图 注:双频手机的电路通常是增加一些DCS1800的电路,但其中相当一部分电路是DCS 与GSM通道公用的。 第二章射频系统 射频系统由射频接收和射频发射两部分组成。射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能;射频发射电路主要完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。手机要得到GSM系统的服务,首先必须有信号强度指示,能够进入GSM网络。手机电路中不管是射频接收系统还是射频发射系统出现故障,都能导致手机不能进入GSM网络。 对于目前市场上爱立信、三星系列的手机,当射频接收系统没有故障但射频发射系统有故障时,手机有信号强度值指示但不能入网;对于摩托罗拉、诺基亚等其他系列的手机,不管哪一部分有故障均不能入网,也没有信号强度值指示。当用手动搜索网络的方式搜索网络时,如能搜索到网络,说明射频接收部分是正常的;如果不能搜索到网络,首先可以确定射频接收部分有故障。 而射频电路则包含接收机射频处理、发射机射频处理和频率合成单元。 第一节接收机的电路结构 移动通信设备常采用超外差变频接收机,这是因为天线感应接收到的信号十分微弱,而鉴频器要求的输人信号电平较高,且需稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上,这么大的放大量,要用多级调谐放大器且要稳定,实际上是很难办得到的,另外高频选频放大器的通带宽度太宽,当频率改变时,多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变,而且要做到统一调谐,

第六讲 手机天线类型比较和结构射频规则

第六讲手机天线类型比较和结构射频规则 一、各种手机内置天线的特点和演变过程 在常见的手机天线结构中,陶瓷介质天线由于Q值很高,带宽窄,损耗大,并且易受环境的影响而产生频率漂移,因此不推荐作为手机主天线使用,但由于其尺寸小的优势,可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上,并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式,这种天线也由于介质板的损耗常数而产生一定的损耗,所以在大多数高端机情况下也不推荐使用,仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。 PIFA天线自产生以来,一直到今天都一直是内置天线的主要形式,因为它尺寸较小,可以充分利用PCB板作为接地面,并通过接地片将谐振长度缩小为四分之一波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求,原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格,改用各种变形的单极子天线设计,这样就减小了结构对天线的依赖性,增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计,Samsung E708的城墙线(Meander)天线设计,以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧,它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿,并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。 二、PIFA天线和单极子天线的性能比较 前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析,下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。 1.空间结构要求 两种天线的设计对空间的预留都必须考虑Chu极限定理,但在组成上,PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面,两者互相平行,并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体,它们必须位于手机上,所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。 而采用单极子天线进行设计,则天线仅有一个辐射体而没有地面,因此它对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制,天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。

天线设计注意事项

手机天线设计注意事项总结 一、主板 1.布线在关联RF的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理,做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时RF地要合理设计,RF信号走线的参考地平面要找对,并保证RF信号走线时信号回流路径最短,并且RF信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它。PCB板和地的边缘要打“地墙”。从RF 模块引出的天线馈源微带线,为防止走线阻抗难以控制,减少损耗,不要布在PCB的中间层,设计在TOP面为宜,其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计,以防短路和旁路耦合。 2.布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。天线投影区域内有完整的铺地,同时不要天线侧安排元器件,特别是含金属结构的元件,如喇叭、马达、摄像头基板等金属元件和低频驱动器件,要尽量接地。它们对天线的电性性能有很大的负面影响. 3.天线的空间辐射会被主板的金属元件(包括机壳上天线附近的金属成分装饰件)耦合吸收后产生一定量的二次辐射,频率与金属件的尺寸关联。会造成整机产生一定的杂散,整机杂散问题还与天线与RF模块之间的谐振匹配电路有关,如果谐振匹配电路的稳定性不好,很容易激发产生高次谐波的干扰。因此要求此类元件有良好的接地,消除或降低二次辐射。

二、机壳的设计 由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感,因此,外壳的设计和天线性能有密切关系。外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分,壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。若有需要,应采用非金属工艺实现。机壳内侧的导电喷涂,应止于距天线20mm处。对于纯金属的电池后盖,应距天线20mm以上。如采用单极天线,面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。电池(含电连接座)与天线的距离应设计在5mm以上。 三、天线结构 1)PIFA天线基本注意: 1,天线空间一般要求预留空间:W(宽),L(长),H(高)其中W(15-25mm)、L(35-45mm)、H(6-8mm)。其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线的最低频率。如果天线面积如下: 双频(GSM/DCS):600x6~8mm 三频(GSM/DCS/PCS):700x7~8mm 满足以上要求则GSM频段一般可能达到-1~0dBi,DCS/PCS可达0~1dBi。当然高度越高越好,带宽性能得到保证。 2,内置天线尽量远离周围马达、SPEARKER、RECEIVER等较大金属物体。有时候有摄像头出现,这时候应该把天线这块挖空,尽量作好摄像头FPC的屏蔽(镀银襁),否则会影响接收灵敏度。尽量避免PCB上微带、引线等与天线弹片平行。

天线设计毕业论文

第一章绪论 一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义 自古至今,通信无时无刻不在影响着人们的生活,小到一次社会交际中的简单对话;大到进行太空探索时,人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说,离开了通信技术,我们的 生活将会黯然失色。近年来,随着光纤技术越来越成熟,应用范围越来越广。在广播电视领域, 光纤作为广播电视信号传输的媒体,以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统 具有的传输频带宽,容量大,损耗低,串扰小,抗干扰能力强等特点,已成为 城市最可靠的数字电视和数据传输的链路,也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送 方式。随着全球通信业务的迅速发展,作为未来个人通信主要手段的现代通信技 术引起了人们的极大关注,我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力,我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前,电力系统光纤通信网已成为我国规模较大,发展较为完善的专用通信网,其数据、语音,宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载,电力系统的生产生活,显然,已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属,无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网( WLAN )技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代,数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前,移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通 信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足,适用于无固定场所,或有线局域网架设受限制的场合,当然,同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ,目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中,工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率;而802.11a 采用 5GHZ 频段,速率高达 54Mbps ,它比802.11b 快上五倍,并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中,用来辐射或接收无线电波的装置成为天线,而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的,均 需要有无线电波的辐射和接收,因此,同发射机和接收机一样,天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分,其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波,但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路,只要不被完全屏蔽,都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波,或从周围空间或多或少地接收电磁波,但是任意一个高频电路并不一定能用作天线,因为它的辐射或接收效率可能很低,要能够有效地辐射或接收电磁波,天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线 家祖的重要一员,经过近几十年的发展,已经取得了可喜的进步,在移动终端中采用内置微带天线,不但可以减小天线对于人体的辐射,还可使手机的外形设计多样化,因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一,设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值,这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

怎么改善手机天线的辐射性能

在移动手机里,天线直接影响了手机的可通讯能力,直接决定了手机的射接收性能,甚至 天线设计的好坏决定了该手机在市场的生存空间。在国外,品牌手机设计生产厂家普遍比较重视天线的前期研发与设计,他们多与参股与控股的形式培养一天线设计与生产研究所或专业电小天线设计公司,所以象三星,苹果等知名品牌总能在特定的环境下设计出性能优良的天线,把手机ID与一流功能完整的结合。 在国产手机中,目前只有为数不多的大公司比较重视天线的设计与制造,多数中小企业只是把天线视为普通的硬件,在空间上压缩再压缩,在性能上低劣又低劣,最终的结果是手 机的客户或终端消费者无法接受手机的“可通话”性能,导致项目的流产或重新设计,造成资源及人力的浪费及商机的流失,大大的降低了企业的综合竞争力。 专业的分析,天线性能的好坏大致由以下几个因素来影响: 空间 行业内有一絮语“多大的空间决定多少的性能”,足够的可实行空间对天线来说是必须的。关于天线的可设计空间,建议客户在方案设计前期多与天线设计工程师做深入的沟通, 了解天线的布置与潜在的问题点,以期位置的预留。天线工程师在设计过程中已经有相当 的设计经验,哪些布局对天线的设计是有利,哪些空间的对天线的性能有更大的提高,对新的方案定义是必须的。同时多参考几家天线设计公司的建议,更有利于天线空间的合理 性分配,来更完整的分配天线的空间。

关于天线的可利用空间,经常会遇到天线设计公司与手机整机商为了提高天线的性能争取天线的空间布局,只有绝少部分的设计公司会满足天线空间的基本要求,而绝大部分的设计公司会以手机完全、功能的名义尽可能的压缩天线的空间,后果是单款案件会频繁的更换天线设计公司,结果还是天线的性能达不到一定的要求、案目流产,怪恨天线设计公司的能力太差,等等。 我们都知道现在的手机天线都是偶极子天线发展演变而来的,天线不可能在无穷小的空间实现功能,天线一定需要一个相对开放宽阔的空间,可以这么的说,还没有一个人可以完成“手机天线零空间”这个课题。 EMI EMI(Electro Magnetic Interference) 在电子行业是一个普遍的问题,很多的问题点都是因为相关的处理没有很好的执行,或者深入的考虑。在手机天线由外置天线过度到内置天线的初期,很多的手机设计公司普遍遇到了手机的动态接收灵敏度的问题,可能设计的原理图与以前外置天线之PCB的原理图是一致的,但是内置天线遇到了与灵敏度的问题,因为什么? 当时一般的公司都认为是天线的问题,很少有人怀疑是自己设计的方案的问题。问题点是电路或其它的元器件对天线辐射的相互干扰,该干扰在手机动态接收过程中会影响手机的接受质量。 在误码率的参考下,导致动态灵敏度偏低。EMI的问题一般不会影响天线的辐射功率,同理不会影响天线的辐射效率,但是对天线的接收性能存在很大的隐患,因此做好电路的

天线原理与设计期中考试资料

西南交通大学2012-2013 学年第( 2 )学期期 中考试试卷 课程代码 3143373 课程名称 天线原理与设计 考试时间 90分钟 阅卷教师签字: 一. 判断题:(20分)(正确标√,错误标?,每题2分) 1. 元天线的方向性系数为1.5。(√) 2. 元天线的远区辐射场是平面波。(?) 3. 在功率方向图中,功率为主瓣最大值一半对应两点所张的 夹角就是主瓣宽度。(√ ) 4. 侧射式天线阵须满足各单元馈电幅度和相位均相等。(√ ) 5. 坡印亭矢量法可以求出天线的辐射阻抗。(? ) 6. 对称振子的平均特性阻抗愈小,其频率特性就愈好。(√ ) 7. 对称振子的谐振长度总是略大于0.25和0.5。(? ) 8. 右旋圆极化天线可以接收左旋圆极化天线发射的信号。 (? ) 9. 要使接收天线接收到的功率达到最大,需满足阻抗匹配和 班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线

极化匹配。(√ ) 10.笼形天线设计增加了阻抗频带宽度。(√ ) 二. 填空题:(30分,每空2分) 1.在场强方向图中,主瓣宽度是指场强大小下降到最大值的( 0.707 )倍处对应的两点之间的夹角。 2. 在功率方向图中,主瓣宽度是指功率大小下降到最大值的( 0.5 )倍处对应的两点之间的夹角。 3. 在分贝方向图中,主瓣宽度是指场强的分贝值下降到(-3 )dB 处对应的两点之间的夹角。 4.当2/(1.44)l λ≤时,对称阵子的最大辐射方向在0 90m θ=。 5.当2/ 1.44l λ≤时,对称阵子的最大辐射方向在 (90)m θ=。 6.半波天线的归一化方向图()cos cos 2( )sin F πθθθ ?? ???=, 方向性系数(1.64)D =,输入阻抗(73.142.5)Z j =+Ω。 7.间距为 d 的二元等幅同相(1,0)m α==阵因子 ()cos ,(2cos )a d f πθ θ?λ =。 8.间距为d 的二元等幅反相(1,)m απ==阵因子 ()cos ,(2sin )a d f πθ θ?λ =。 9. 间距为d 的均匀直线式N 元天线阵的阵因子

GSM手机外置天线的原理及制做

GS M 手机外置天线的原理及制做 班万荣 (华宇科技(南京)有限公司 江苏南京 210003) 摘 要:手机在人们的生活中起着越来越重要的作用,而手机在发送接收信号时性能的好坏,一定成度上取决于射频电路天线部分的设计。介绍了GS M 频段手机外置天线的原理和电气特性要求,及依据天线工作原理工厂对手机天线的检验方法。 关键词:外置天线;EGS M ;DCS 中图分类号:TN 929153 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2005)0110503 Pr i nc iple and M ak i ng of GS M M ob ile Phone Exposed An tenna BAN W an rong (A ri m a Techno l ogy (N anjing )Co 1L td 1,N anjing ,210003,Ch ina ) Abs tra c t :M ob ile phone is mo re and mo re i m po rtan t in peop le ′s living ,and the perfo rm ance of mob ile phone tran s m itting and receiving signal is determ ined by design of an tenna part of R F circu it in som e respects 1In th is paper p rinci p le and electric characteristic dem and of GS M mob ile phone expo sed an tenna is in troduced ,and in specti on of mob ile phone an tenna acco rding its w o rk p rinci p le is also to ld 1 Ke yw o rds :expo sed an tenna ;EGS M ;DCS 收稿日期:20040920 1 GS M 手机外置天线的原理 手机天线对整个手机来说是一颗机构电子料,他的外观同工业设计有关系。这里着重讲述手机外置(expo sed )天线电气方面的原理及制做。 当电能量加到并联谐振网络上时,并联谐振网络就会向外发射一定频率F =1 2ΠL C 的电磁波。当并联谐振网络处在电磁场中,他会产生一定频率F =1 2ΠL C 的电能量,且频率F 与电磁波频率一致时,产生电能量相对最大。手机天线就是运用这样的电气原理,为了更好地发送和接收电磁波,将并联谐振回路中的电容两个板极打开,以电感为振子。电容性以分布容性实现,因中国的全球通波段和欧洲一致,EGS M (低发高收880 ~915M H z 及925~960M H z )加DCS (发1710~1785M H z ,收1805~1885M H z ),总对天线来说要求D ual Band (880~960 M H z ,1710 ~1880M H z )。故电感为一个有两种疏密度的线圈,以满足两波段频率发送接收的需要。 图1  若是做三频天线,因PCS 频段与DCS 频段接近,只需在DCS 频段上扩展就可以。调节手机天线电气性能时, 需要一只最终定型的手机(所有其他部件不再会改变)制作手机天线测试工具,在其天线连接的部位引1根钢管线出来安装S M A 头。通过接校准过单端口S 11参数的矢量网络分析仪A ginlent 8753来显示天线在两个频段的S 11特性,应该在有用频段内小于-10dB ,测试时周围不应该有金属反射面,有些厂商EGS M 频段做不到小于-10dB ,那最低要求也要做到小于-8dB 。 若满足不了S 11特性,就要通过改变线圈的长度和疏密度及手机内部PCB 板匹配网络来满足S 11参数特性。参数达标后,将线圈固定并拍照记录下线圈的长度和疏密度,使之可用以大量生产,并记录下匹配网络各被动器件参数用于手机内部PCB 板匹配网络制作。若是翻盖手机, S 11在闭合和打开时都满足所测标准,主要考察打开时的S 11。S 11与V S W R 有对应换算关系。调好S 11后,还要 测其增益与方向性,这就要求在3D 或2D cham ber 里测试,绘出图形,再换算成理论要求平均增益,接近于0dB 。但实际做不到,一般要求EGS M 频段不小于-1dB ,DCS 频段不小于-2dB 。内置天线更低为-4dB ,另外SA R 测试也要达标,这要求在专用的SA R 实验室测试(实验室必须具有国际认证资格)目前国家并没有做强制要求。 因为要做到电气性能达标,线圈必须大于一定长度,所以天线外露出机壳的部分必须大于1614mm ,但是把线圈缩入机壳内的除外。除装配合格外,手机外置天线要做落甩实验,直板机从高度为115m 落下,折叠机为112m 。经落甩后机构电气性能都不能改变。 5 01《现代电子技术》2005年第1期总第192期 电子技术应用

相关主题