金屬手機(jī)天線(xiàn)解決方案參考-E-report-VerA-20151021

Facingthefuture金屬手機(jī)天線(xiàn)解決方案參考VerAByDengzhensheng10/21/2015前言必須加一個(gè)前言，寫(xiě)這個(gè)文檔，從時(shí)間和周期的角度來(lái)說(shuō)，都將是一個(gè)無(wú)比浩大的工程，因?yàn)樵谑謾C(jī)圈子里的人都知道，當(dāng)前手機(jī)的技術(shù)壓力很大的比例都落到了天線(xiàn)上面，天線(xiàn)工作的壓力絕大比例都落到了金屬機(jī)上面，面對(duì)一個(gè)人人都覺(jué)得很艱難的任務(wù)，短短的時(shí)間上想要搞定一個(gè)文檔，后續(xù)帶有金屬I(mǎi)D的手機(jī)直接就拿它當(dāng)作“葵花寶典”套進(jìn)去用，那是萬(wàn)萬(wàn)行不通的，因?yàn)镮D的推陳出新是不會(huì)停止的。所以，這僅僅是拿來(lái)參考的。

在這個(gè)報(bào)告中，將有很多ID結(jié)合天線(xiàn)要求的話(huà)，結(jié)構(gòu)上會(huì)有很難實(shí)現(xiàn)的地方，因?yàn)橛行┱麢C(jī)的厚度是支持不了那么多的；有些是要實(shí)現(xiàn)那樣的結(jié)構(gòu)形式，需要采用一些高成本的工藝比如納米注塑工藝；因?yàn)楸救藢?duì)結(jié)構(gòu)的淺陋認(rèn)識(shí)，將無(wú)法考慮到這些進(jìn)去，只單純從天線(xiàn)的角度說(shuō)明如何去規(guī)劃這個(gè)天線(xiàn)才是對(duì)的。

鑒于本人才疏學(xué)淺，如果文中有錯(cuò)誤的地方，歡迎各位同仁斧正。目錄天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型金屬手機(jī)的分類(lèi)三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案周身全金屬類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案小結(jié)天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型手機(jī)天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型

由偶極子（dipole）衍化來(lái)的手機(jī)外置天線(xiàn)模型外置手機(jī)天線(xiàn)外置彈簧手機(jī)天線(xiàn)天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型手機(jī)天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型

內(nèi)置PIFA天線(xiàn)PIFA天線(xiàn)天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型影響PIFA天線(xiàn)效率的幾個(gè)關(guān)鍵地方凈空高度面積天線(xiàn)參考地的尺寸，形狀(3D)，構(gòu)成其實(shí)天線(xiàn)的參考地是主板上的地加上A殼鋼片，加上屏蔽罩，加上攝像頭外鐵框，加上馬達(dá)外鐵框，加上所有沒(méi)有使用串聯(lián)大電感做隔斷的導(dǎo)體，加上所有使用過(guò)并聯(lián)大電容到地的導(dǎo)體……；與其叫做參考地，不如叫另外一條天線(xiàn)臂。專(zhuān)家不一定是對(duì)的天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型為什么會(huì)這樣說(shuō)？？？既然內(nèi)置天線(xiàn)的鼻祖也是偶極子，那么另外一條輻射臂在哪里呢？很自然，根據(jù)偶極子饋電的規(guī)則，另外一個(gè)天線(xiàn)臂就是手機(jī)的主板以及和主板外導(dǎo)體的地一起連接的導(dǎo)體了早期功能機(jī)A殼都是塑料的，那條臂也就是只有主板自己了（所以很多“專(zhuān)家”都那樣以為了，只跟主板的形狀有關(guān)系了）早期山寨機(jī)的鋅合金前殼成了一代天線(xiàn)工程師的夢(mèng)魘但是很多人一直都沒(méi)想通的是，現(xiàn)在的智能機(jī)，A殼基本都使用了金屬模內(nèi)注塑件來(lái)代替，這和早期的山寨鋅合金前殼差異在哪里呢？天線(xiàn)的簡(jiǎn)易模型射頻里面的趨膚效應(yīng)

拋開(kāi)射頻前端走線(xiàn)不在這里討論，其實(shí)影響天線(xiàn)的性能的東西都在外導(dǎo)體上，也就是說(shuō)另外一條天線(xiàn)臂的性能體現(xiàn)在外表層地的連續(xù)，完整，大小尺寸和屏蔽罩上三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案比較常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形狀三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)形式

這個(gè)是金屬手機(jī)里面的最沒(méi)有技術(shù)含量的，天線(xiàn)誰(shuí)都會(huì)做，誰(shuí)都懂，和普通的手機(jī)天線(xiàn)調(diào)試無(wú)異，并且只要抓住影響天線(xiàn)的關(guān)鍵地方，金屬的引入反而可以提升天線(xiàn)性能！因?yàn)榻饘匐姵厣w的導(dǎo)入反而讓外表面的地變得干凈整潔了！以下是這種形式下影響天線(xiàn)的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：接地

接地形式首推的是鎖螺絲，其次是導(dǎo)電泡棉壓接，然后是彈片

接地位置的原則是，靠近饋點(diǎn)邊緣必須接；短邊的邊緣接的越多越充分越好；中間和長(zhǎng)邊的邊緣盡量選擇接三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案來(lái)看一下人家的接地圖片，有獎(jiǎng)問(wèn)答：?jiǎn)坞姵厣w采用了多少個(gè)接地位置？除了圈起來(lái)的還有嗎？三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案天線(xiàn)有效面積這里是結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)，因?yàn)榻饘贂?huì)吃掉天線(xiàn)的有效面積，所以，為了增加天線(xiàn)的可利用區(qū)域，經(jīng)常需要使用LDS來(lái)支持天線(xiàn)，另外一方面，面積需求經(jīng)常會(huì)要求利用到端面；

除了結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)，layout+ID需要充分考慮EMC的問(wèn)題三段式金屬電池蓋類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案超大金屬覆蓋面積---ID，擺件和結(jié)構(gòu)越需要配合天線(xiàn)

當(dāng)金屬的覆蓋面積不斷加大，希望達(dá)到超大的金屬覆蓋感，這時(shí)候：

凈空要求越來(lái)越嚴(yán)

端面可供使用面積要求越大

接地要按天線(xiàn)的要求接（原則見(jiàn)前面）ID不能把器件占據(jù)太多天線(xiàn)凈空區(qū)金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形狀

我們說(shuō)的金屬邊框類(lèi)型，是說(shuō)的邊框金屬，是一個(gè)比較廣泛的統(tǒng)稱(chēng)。只是為了把火腿腸（HTC）和水果六代機(jī)器分開(kāi)，后續(xù)單獨(dú)討論。

這種金屬邊框的手機(jī)，天線(xiàn)區(qū)域是使用一個(gè)裝飾件來(lái)區(qū)分后殼金屬和邊框（天線(xiàn)）的，至于電池蓋部分是不是也有中間那一塊金屬，對(duì)于天線(xiàn)來(lái)說(shuō)不重要，重要的是這個(gè)金屬?zèng)]有鋪滿(mǎn)電池蓋，留有裝飾件區(qū)域金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)形式

目前為止，沒(méi)有任何一家可以做出金屬邊框手機(jī)但是又不使用邊框當(dāng)天線(xiàn)的手機(jī)（除了我大華強(qiáng)北）

金屬邊框當(dāng)作天線(xiàn)的一部分是必須條件推薦的邊框斷法：藍(lán)色的為斷開(kāi)的地方金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案對(duì)應(yīng)的天線(xiàn)方案1，左邊為WIFI，右邊為GPS，中間為分集，下方為主天線(xiàn)2，上天線(xiàn)需要實(shí)現(xiàn)FPC或者LDS和金屬連接到一起，實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)長(zhǎng)度可調(diào)3，下方天線(xiàn)低頻通過(guò)匹配調(diào)諧，高頻通過(guò)彈片增加一部分高頻走線(xiàn)，并可以通過(guò)額外的地腳通過(guò)寄生來(lái)增加高頻的帶寬4，如果分集不帶低頻需求，左邊第二個(gè)螺絲孔通過(guò)螺絲接到主板地和A殼地5，如果分集有低頻需求，左邊第二個(gè)螺絲孔下方所有主板地和A殼地要去掉，并且需要額外增加彈片增加FPC或LDS走線(xiàn)區(qū)域，這個(gè)方式參考下方主天線(xiàn)區(qū)域，也就是信號(hào)饋腳要連入金屬，并且要接入FPC或者LDS，接的方式可以有多種，普通彈片，壓接，螺絲固定，只要確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定就可以金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案外面常見(jiàn)邊框斷法1：1，下天線(xiàn)受手握影響較大，不建議這種斷法；2，只能支持到寬度小于58mm的金屬手機(jī)，否則天線(xiàn)偏長(zhǎng)，必須要在USB左邊增加一個(gè)地腳串大電感到地來(lái)減小電長(zhǎng)度，（同時(shí)這樣是否可能會(huì)影響到高頻帶寬？）3，PIFA地腳的FPC充當(dāng)了高頻輻射臂（loop）圈，所以那條FPC的box下方又放了一條FPC，起著跟上面FPC相同的效果，并且面積越大，高頻帶寬越寬金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案外面常見(jiàn)邊框斷法2：1，天線(xiàn)方案完全可以按我們的推薦方案直接套進(jìn)去2，中框推薦長(zhǎng)度是48mm，越長(zhǎng)信號(hào)饋點(diǎn)需要越靠近中間，再長(zhǎng)長(zhǎng)需要在饋點(diǎn)的遠(yuǎn)側(cè)增加地腳，也就是金屬連入主金屬，并且是必須3，接地完全參考本文第二部分對(duì)于金屬接地的原則，饋點(diǎn)附近必須接，邊緣位置盡量多接4，如果上天線(xiàn)分集不帶低頻，可以讓中間那條框適當(dāng)變短，分界白帶距離邊緣的外觀(guān)面長(zhǎng)度超過(guò)15mm，可以考慮天線(xiàn)不需要再增加FPC或者LDS，直接在主板上預(yù)留4*10左右的凈空共天線(xiàn)在PCB上走線(xiàn)就可以了金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案外面常見(jiàn)邊框斷法3：1，vivoX5天線(xiàn)性能其實(shí)不好，不推薦這樣斷開(kāi)2，下天線(xiàn)黃色區(qū)域?yàn)轲侟c(diǎn)接入3，接地完全參考本文第二部分對(duì)于金屬接地的原則，饋點(diǎn)附近必須接，邊緣位置盡量多接4，這個(gè)參考方案的全部天線(xiàn)走線(xiàn)和小板都是由多層fpc柔性線(xiàn)路板上完成的，為了給音腔騰出空間，這樣，對(duì)應(yīng)的打樣和調(diào)試周期較長(zhǎng)，整機(jī)的研發(fā)周期需要增加到六個(gè)月左右的時(shí)間5，左圖紅色區(qū)域?yàn)榱苏f(shuō)明USB中間左側(cè)為假斷實(shí)際連起來(lái)了的形式，右側(cè)為完全斷開(kāi)6，左圖中紫色的線(xiàn)是連入到地的走線(xiàn)增加電感到地，在fpc上，作用是為了調(diào)諧，一般來(lái)說(shuō)，調(diào)諧高頻的作用比較明顯7，上天線(xiàn)左側(cè)為三和一，右側(cè)為分集不帶低頻，這種斷法怎么實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)后續(xù)單獨(dú)介紹，但是不是推薦的做法金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案外面常見(jiàn)邊框斷法4：1，這種上天線(xiàn)的短開(kāi)方法市面上最常見(jiàn)，并且泛濫，但是在我們的D201/216上面我們已經(jīng)有嘗試，并且從天線(xiàn)的角度上說(shuō)，不主推這種斷法2，左側(cè)為三合一天線(xiàn)，金屬邊框從背面彈片接入作為GPS的輻射臂，WIFI使用FPC接入正面彈片；事實(shí)上這種做法會(huì)出現(xiàn)GPS的無(wú)源帶寬和效率較好，WIFI帶寬很差3，左側(cè)實(shí)現(xiàn)分集的方法很簡(jiǎn)單，接入金屬后根據(jù)頻段需求，直接憑借經(jīng)驗(yàn)選擇一個(gè)地點(diǎn)和A殼鎂合金接入就可以，后續(xù)使用匹配電路調(diào)諧就可以實(shí)現(xiàn)較好的高頻性能4，如果分集是帶低頻需求的，按PIFA天線(xiàn)的原則，饋電需要擺到攝像頭的右側(cè)，并且，地腳選擇靠近耳機(jī)座的地方，否則容易出現(xiàn)三合一天線(xiàn)受分集天線(xiàn)影響較大的情況金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案外面常見(jiàn)邊框斷法5：1，把這個(gè)殼料單獨(dú)拿出來(lái)說(shuō)是因?yàn)樽龉け容^低廉，在即將上市的魅藍(lán)metal中就使用了這個(gè)做法2，天線(xiàn)如果上面斷點(diǎn)是隨意的，最主推的做法如下另外一張圖，3，如果上兩個(gè)斷點(diǎn)是任意位置斷，那么左側(cè)WIFI的可以盡量短一些，這樣可以實(shí)現(xiàn)三個(gè)天線(xiàn)性能最大化4，這樣做的好處是可以做出最佳性能的GPS天線(xiàn)，當(dāng)然這是有條件的，需要控制聽(tīng)筒到邊框的距離3mm以上5，左圖紅色的區(qū)域是天線(xiàn)必須做好接地處理的地方，其他地方盡量再增加幾處6，這樣的天線(xiàn)做法有一個(gè)要求是，分集是不帶低頻的，如果帶低頻，要根據(jù)環(huán)境看是否可能實(shí)現(xiàn)金屬邊框類(lèi)型手機(jī)天線(xiàn)解決方案邊框類(lèi)型天線(xiàn)斷點(diǎn)的原則：1，上面的GPS/WIFI/DIV三個(gè)天線(xiàn)，不建議三合一做成一個(gè)天線(xiàn)，當(dāng)然不是沒(méi)有可能，是不主推，方法肯定有，后續(xù)單獨(dú)介紹2，左邊黑色字體1和2的斷點(diǎn)位置，如果是ID是可以根據(jù)天線(xiàn)需求來(lái)斷，將會(huì)讓天線(xiàn)變得很簡(jiǎn)單，饋點(diǎn)紅色字體1/2/3根據(jù)需求或者擺件變動(dòng)都是可以的，但是基于目前性能的需求，我們一般優(yōu)先考慮GPS，然后WIFI，然后分集3，從天線(xiàn)上說(shuō)，頻率越低，需求的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，也就是對(duì)金屬長(zhǎng)度的需求有如下幾種關(guān)系：GPS≥分集（1/2/3/7/38/39/40/41）＞W(wǎng)IFI分集（1/2/3/7/38/39/40/41并含17/20/28）＞GPS＞W(wǎng)IFI分集（1/2/3/7/38/39/40/41）+CDMA＞GPS＞W(wǎng)IFI4，如果上面的第一種頻段需求，每一個(gè)方案都使用loop（饋點(diǎn)到地點(diǎn)相當(dāng)于走了一個(gè)圈）方案，天線(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)最小，并且性能良好5，左