内置手机天线设计方案选型分析.ppt

1、a,1,内置手机天线设计选型分析,Prepare by Xiong Wei min March 24.2008,a,2,天线基本概念,1.通用设计要求Return Loss（回波损耗S11,手机天线性能与外形大小有密切关系。通常会使用以物理长度的频率波长制定的规格化电气性长度，一般是将电气性长度为低于1/2波长以下的天线定义为小型天线(以下简称为小型天线)。小型天线，它的缺点是低效率、窄频宽，为了确保天线的性能，因此天线小型化有一定的极限。所幸的是天线使用的元件大多是可以创造空间的导体，若与波长比较的话，只要导体具备一定大小，基本上就可以当作小天线使用,a,3,天线幅射指标,Direction

2、ality（方向性系数） 天线辐射方向性参数。天线据此可分全向（omni-directional）和定向（directional）。 Gain（增益） 天线增益定义为规定方向的天线辐射强度和参考天线之比。 Efficiency（效率） GainDirectionality Efficiency EfficiencyOutput Power/Input Power,a,4,内置天线,Polarization（极化） 天线远场处电矢量轨迹。分线极化、圆极化、椭圆极化。 PIFA和Monopole极化复杂。 基站入射波为线极化，方向与地面垂直。 XY平面为H面，YZ面E1面，XZ面E2面,基站,a,

3、5,内置天线分类,PIFA Planar Inverted F Antenna Internal Planar Monopole 内置平面单极天线 Internal PCB &FPC 内置印刷天线,a,6,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（一,典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS) 位于手机顶部 面向Z轴正向，与电池同侧,a,7,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（二,L=3540,w=1525,H=68,Feed pin,short pin,Ground,Antenna,a,8,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（三,PIFA最重要的三个参数 W，L，H，其中H和天线谐振

4、频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率。 手机PCB的尺寸对PIFA有很大影响 Shielding Case对天线的影响 手机电池芯对PIFA影响强烈,a,9,PIFA需要的空间和其它条件,PIFA需要的空间大小视乎频段和射频性能的需求。 双频（GSM/DCS）：600 78mm 三频（GSM/DCS/PCS）：700 78mm 满足以上需求则GSM频段一般可能达10dBi，DCS/PCS则01dBi。 天线正下方一般避免安放器件，尤其是Speaker和Vibrator 电池尽量远离天线。一般至少5mm以上。 天线同侧后盖上不用导电漆喷涂，谨慎使用电镀装饰,a,10,天线馈点和接地的摆放（

5、红色为馈点，蓝色为接地,a,11,PIFA的局限,PIFA脱胎于带短路微带天线，有带宽窄的先天缺点。 PIFA增益偏低。 结构单调，不易与当今灵活多变的手机结构相适应。 面对3G和多模手机的要求，一个手机的天线（组）必须同时面对900（800）MHz、1700MHz2200MHz如此宽广电磁波谱的要求。PIFA显得力不从心,a,12,内置平面Monopole出现的现实意义,多模手机对多频段天线的要求 Monopole的大带宽和高增益，足以应付3G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。 内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合,a,13,天线低频部分,天线高频部分,PCB,F

6、eed Strip,塑胶支架 38X6X4,a,14,内置Planar Monopole vs 手机结构设计,内置Planar Monopole天线可以比同样工作频率的PIFA小。 Monopole必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground。 Monopole只需要一个Feed Point和PCB上的Pad相连,a,15,内置天线结构种类,Stamping Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接 Stamping + Support Stamping热熔到Support上，连接用spring Stamping + Support + Pogo pin (正、反) Stamping热熔到Support上，连接用Pogo Pin。 正向使用Pogo Pin一般适合于带support的结构，反向使用都可以,天线,Pogo Pin,PCB,天线,Pogo Pin,PCB,正向使用Pogo Pin的,反向使用Pogo Pin的,a,16,内置meander,FPC中金属线meander嵌入塑料内模，可平行于PCB平面，也可竖直装载于PCB顶端。 金属线印刷在PCB平面，装载于PCB边缘。一般净空区的长是天线长的1.