手机天线设计资料

1、2021-7-12 1 2021-7-12 2 7手机天线常用种类手机天线常用种类 5天线设计天线设计 6天线测试天线测试 8 Apple N90 GSM&3GApple N90 GSM&3G天天 线线 4天线设计流程图天线设计流程图 2021-7-12 3 1.1.移动通信发展趋势移动通信发展趋势 2021-7-12 4 2.2.移动通信频谱划分移动通信频谱划分 2021-7-12 5 3.3.手机天线原理介绍手机天线原理介绍 天线是电波的换成能器件用以发射和接收电波。天线把在电路里 流动的高頻电流通过电磁感应转換成高频电磁波向外辐射高频电流流 过任何导体時导体內部的电子随高频电流一起振动在

2、导体外面空间 会感应激发电磁波。天线也把空间的电磁波通过感应转换成高频电流 因此天线收发是互逆的。 插图 2021-7-12 6 4.4.手机天线原理介绍手机天线原理介绍 天 线 增 益 ：某一方向的天线增益是指该方向上的功率通量密度和理想点 源或半波振子在最大辐射方向上的功率通量密度之比。 增益与天线方向图的关系：方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 垂 直 极 化 ：常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面平行的极化 波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。 如果天线采用垂直极化，那我们希望的结果是水平波束宽度最小。 天线的几个常用术语 右图中水平的是主瓣， 垂直的是副瓣 2021-7-

3、12 7 3.3.手机天线原理介绍手机天线原理介绍 下图是一个天线的理想极化图（立体图、垂直面图、水平面图） 2021-7-12 8 4.4.天线设计流程图天线设计流程图 2021-7-12 9 5.5.天线设计天线设计 1， 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， 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（平行会产生寄生电容）。 2， 内置天线附近的结构件（面）不要有喷涂导电漆等 导电物质。 3， 手机天线附近区域不要做电镀工艺以及避免设计金 属装饰件

4、等。有环形的金属圈就要接地. 装饰件， 通过导电布接到入件上再接到电路板的边缘，即导 地。 2021-7-12 1 0 5.5.天线设计天线设计 4，内置天线正上、下方不能有与FPC（排线）重合部分，且 相互边缘距离3mm以上。 5，内置天线与手机电池的间距应在5mm以上。 6，手机PCB的长度对PIFA 天线的性能有重要的影响，目前 直板机PCB的长度在75-105mm之间这个水平。 7，馈电点的焊盘应该不小于2x3mm；馈电点应该靠边缘。 8，天线区域可适当开些定位孔。 9，在目前的有些超薄滑盖机中，由于天线高度不够，可以 通过挖空PIFA天线下方的地,然后在其背面再加一个金属 片，起到一

5、个参考地的作 用，达到满足设计带宽的要求。 2021-7-12 1 1 5.5.天线设计天线设计 10，天线空间一般要求预留空间：W、L、H，其中W15-25mm）、 L35- 45mm）、H6-8mm)。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）：600 x68mm 三频（GSM/DCS/PCS）：700 x78mm 则GSM频段的效果会比较理想。 如何增加天线带宽 增加厚度或采用平面非平面层状无源器件可改善微带天线带宽， 但会使天线尺寸增大。驱动单元和天线无源单元的长和宽通常在 一个半波长到14波长范围内。 2021-7-12

6、 1 2 5.5.天线设计天线设计 1. 天线的宽度应该不小于15mm。 2. 单极必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground，一般内置 天线必须离主板3mm（水平方向），在天线正下方到地的高 度必须保持在5mm（垂直方向）以上。如下图 3. 由于MONOPOLE天线没有参考的地，SAR一般比PIFA天线大， 实际应用中受到限制，且这是测试的难点，但是效率一般比 PIFA高。离电池要5mm以上。 2021-7-12 1 3 5.PIFA天线设计 PIFA天线设计步骤 2021-7-12 1 4 6.PIFA6.PIFA天线测试天线测试 2021-7-12 1 5 6.PIFA6.PIFA天

7、线测试天线测试 2021-7-12 1 6 6.PIFA6.PIFA天线测试天线测试 上图是一张理想的VSWR图形，大多数天线的频段对应的 VSWR是分成不同有效部分的，也就是说VSWR可能有一 个以上U形曲线。如果是四频天线（GSM），则有可能有 两个以上的U形曲线。三频天线(G900、D1800、P1900） 一般共用一个。 我们说的共用不是说不能有两个U形线，实际中是有的， 如果VSWR达到理想的数值，则可以进行下一步测试-暗 室测试 2021-7-12 1 7 6.PIFA6.PIFA天线测试天线测试 3.暗室测试 暗室测试比较简单，一般分为2D测试和3D测试， 3D测试能比较全面的测

8、试天线性能，但是设备成 本比较大，大多数天线厂家都建设的是2D暗室， 深圳的康佳集团有一个3D暗室。下面介绍一下2D 测试内容： 2021-7-12 1 8 6.PIFA6.PIFA天线测试天线测试 TX标准：3032dB RX标准： -100-110 Sensitivity标准：-100-110 附G900&D1800频点计算 . GSM900MHz 上行信道頻率fl(n)890.2+(n-1)*0.2MHz 下行信道頻率fh(n)= fl(n)+45MHz (1 =n= 124 ) 2. GSM1800MHz 上行信道頻率:fl(n)1710.2+(n-512)*0.2MHz 下行信道頻率

9、:fh(n)= fl(n)+95MHz (512 =n= 885） 2021-7-12 1 9 6.PIFA6.PIFA天线测试天线测试 TX 的 标 准：3032dB RX 的 标 准：-100-110 Sensitivity的标准：-100-110 如果在天线测试中达到以上标准，则可以发数据报 告给客户，客户如认可数据，则可以把设计的天线 交付模具组，模具组根据设计尺寸，制作出初级天 线模型，再进行暗室测试，OK则模具组将天线尺寸参数交 付工厂开模生产，Fail则模具组继续修改。 每个天线表面都会开一些小孔，有人是称定位孔，也有人称 是散热孔，自认为两方面都有道理。 2021-7-12 2 0 2021-7-12 2 1 7.7.手机天线常用种类手机天线常用种类 2021-7-12 2 2 7.7.手机天线常用种类手机天线常用种类 2021-7-12 2 3 8.Apple N90 GSM&UMTS 8.Apple N90 GSM&UMTS 天线天线 常用匹配等效电路 PIFA天线等效图如上，由L2与C1构成一个偏向电容性的谐振，之后与L1 电感谐振，就是通过L1，L2，C1把传输