手机天线简介

1、手机天线简介1. 手机天线简介在无线技术设备中，用来辐射和接收无线电波的装置成为天线。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。手机天线设计理念上来讲，nokia主张手机设计首先要保证rf性能好；其次要保证音频性能好。在他们的初期方案中就把外观、主板、结构、天线是做为一个整体，提供给天线的预留空间及内部的rf环境十分合理，所以天线性能也十分优越。而国内，由于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。最后都是“配”天线，对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部分时间。2. 手机天线分类2.1 按

2、照传统的天线单元形式分外置天线：单极天线、螺旋天线、pcb印制螺旋天线内置天线：微带贴片天线、缝隙天线、ifa天线和倒l天线、pifa、陶瓷天线2.2 外置天线简介：2.2.1外置天线优点：频带范围宽、接收信号比较稳定、制造简单费用相对低；2.2.2外置天线缺点：天线暴露于手机外易于损坏、天线靠近人体时导致性能变坏、不易加诸如反射层和保护层等来减小天线对人体的辐射伤害、同时对于fdd的系统，接收和发送必须使用不同的匹配电路。2.2.3 偶极子天线示意图2.2.4 单极子天线的形成过程：现在去掉偶极子天线的一臂，将另一臂换成无穷大地，大地对场的反射，根据镜像原理，天线的上臂将产生一镜像，该镜像上

3、的电流分布完全等同于偶极天线的下臂，在这种情况下，我们称这种天线为单极天线。2.2.5 单极子天线示意图2.2.6 外置天线示意图外置螺旋天线 pcb板螺旋天线2.3内置天线简介2.3.1内置天线优点：可以做的非常小，不易损坏；可以将其安放在手机中远离人脑的一面，而在靠近人脑的部分贴上反射层、保护层来减小天线对人体的辐射伤害。可以安装多个，很方便组阵，从而实现手机天线的智能化，这一点对未来的移动通信系统来说非常有用。2.3.2 内置天线在手机中的位置 背面 侧面 前面2.3.3 三种位置天线的特性对比antenna1 antenna2antenna3位置上盖上部下盖上部下盖下部难易程度技术上比

4、较难，不常用，仅在nokia上用过，但也设计的不好容易，常用。目前的主流形式容易，较常用。在阿而卡特和moto的手机中应用较多特点人体对其干扰最小，性能容易保证较容易受手指的干扰容易收到手掌的包围，天线性能变化剧烈，经常导致手机掉线2.3.4 平面倒f天线pifaplaner inverted f antennapifa天线的由来：pifa天线是微带天线演变而来。最简单的微带贴片天线是一个金属片平行放置于地平面上，用同轴线或者微带线馈电即可。pifa天线是对倒f天线的扩展而得到的。此天线的发展顺序是一倒l天线一倒f天线pifa。pifa天线的缺点：pifa脱胎于带短路的微带天线，带宽窄；pif

5、a增益偏低；易受翻盖后所在地位置的变化的影响pifa天线模型3.天线测试指标目前主要有两种方法对手机辐射性能进行考察：一种是从天线的辐射性能进行判断，是目前较为传统的天线测试方法，称为无源测试；另一种是在特定微波暗室内，测试手机的辐射功率和接收灵敏度，成为有源测试。3.1无源测试：无源测试侧重从手机天线的增益、效率、方向图等天线的辐射参数方面考察手机的辐射性能。无源测试虽然考虑了整机环境（比如天线周围器件、开盖和闭盖）对天线性能的影响，但天线与整机配合之后最终的辐射发射功率和接收灵敏度如何，从无源测试数据无法直接得知，测试数据不是很直观。3.1.1天线无源指标驻波vswr、带宽bw、增益gai

6、n、方向图、效率天线方向图简介：天线的方向图是天线的辐射参量随空间方向变化的图形表示，实际中常用e面和h面来表示。e面是最大辐射方向和电场矢量所在的平面。h面是最大辐射方向和磁场矢量所在的平面。电基本阵子的方向图e面h面rl与vswr的转换关系：挡负载与源不匹配时，负载得到的功率小于资用功率。此损失（减小的功率与资用功率比）称为回波损耗（return loss），记为rl，以db表示为实际中常用驻波比来衡量匹配状况，电压驻波比定义为：rl与vswr对照表3.1.2 为什么天线测试要在微波暗室进行？天线的方向图都要在微波暗室里面进行测试，原因有两点：微波暗室可以屏蔽外界的干扰；微波暗室有吸波材料

7、，所以不会引起电磁散射，从而避免了多径效应。3.2有源测试有源测试侧重从手机整机的发射功率和接收灵敏度方面考察手机的辐射性能。有源测试是在特定的微波暗室中测试整机在三维空间各个方向的发射功率和接收灵敏度，更能直接地反应手机整机的辐射性能。3.2.1天线有源指标rtp total radiated power 总辐射功率：通过对整个辐射球面的发射功率进行面积分并取平均得到。它反映手机整机的发射功率情况，跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关。tis total isotropic sensitivity 总全向灵敏度：反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标的情况。它反映了手机整机的接收灵敏

8、度情况，跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关。为什么测试trp：保证无线设备和网络的连接；避免天线设计仅考虑sar值；保证天线在接近水平面辐射功率；对用户来说减少掉线trp测试spectrum analyzeruniversal radio communication tester relay switch unitfiber optics for maps systemreceive antenna gpib-busmaps controllercommunication antenna on mapsmobile phonemeasurement signal pathcomm

9、unication pathctia trp测试要求频段trp900/850291800/190026tdscdma20ctiacellular telecommunication and internet association蜂窝电信及互联网协会为什么测试tis：保证无线设备和网络的连接；防止天线设计不良；保证接近水平面全向灵敏度；减少掉话和在弱场区的使用。tis测试fiber optics for maps systemtransmit antenna gpib-busuniversal radio communication tester relay switch unitmaps controllercommunication rx antenna on ceilingcommunication rx antenna on mapsmobile phonecommunication return pathmeasurement signal pathctia tis测试要求频段tis900/850-104.51800/1900-103tdscdma-104trp和sar指标的制约关系：trp反映的是天线远