内手机天线设计选型分析

1、内置手机天线设计选型分析内置手机天线设计选型分析prepare by xiong wei minprepare by xiong wei minprepare by xiong wei minmarch 24.2008march 24.2008march 24.2008天线基本概念 1.通用设计要求通用设计要求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

2、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。 天线幅射指标 directionality（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 efficiencyefficiencyoutput power/input power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

3、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。基站内置天线分类 pifaplanar inverted f antenna internal planar monopole内置平面单极天线 internal pcb &fpc内置印刷天线手机结构 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。手机结构 vs pifa天线（直板机）（二）l=3540w=1525h=68feed pinshort pingroundantenna手机结构 v

4、s 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。pifa需要的空间和其它条件 pifapifa需要的空间大小视乎频段和射频性能的需求。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，尤其是天线正下方一般避免安放器件，尤其是

5、speakerspeaker和和vibratorvibrator 电池尽量远离天线。一般至少电池尽量远离天线。一般至少5mm5mm以上。以上。 天线同侧后盖上不用导电漆喷涂，谨慎使用电镀装饰天线同侧后盖上不用导电漆喷涂，谨慎使用电镀装饰。2mm2mm天线馈点和接地的摆放（红色为馈点，蓝色为接地）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。内置平面mo

6、nopole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天线低频部分天线低频部分天线高频部分天线高频部分pcbfeed strip塑胶支架塑胶支架38x6x4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。内置天线结构种类1. stamp

7、ing stamping热熔到housing内侧，stamping伸出spring与手机pcb连接2. stamping + support stamping热熔到support上，连接用spring3. stamping + support + pogo pin (正、反正、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。天线天线pogo pinpcb天线天线pogo pinpcb正向使用正向使用pogo pin的的反向使用反向使用pogo pin的的内置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