手機天線基礎知識演示文稿

手機天線基礎知識演示文稿當前第1頁\共有25頁\編于星期四\18點手機天線基礎知識當前第2頁\共有25頁\編于星期四\18點天線基本概念ReturnLoss（回波損耗S11）當前第3頁\共有25頁\編于星期四\18點天線原理Directionality（方向性系數）

天線輻射方向性參數。天線據此可分全向（omni-directional）和定向（directional）。Gain（增益）

天線增益定義為規(guī)定方向的天線輻射強度和參考天線之比。Efficiency（效率）

Gain＝Directionality×Efficiency Efficiency＝OutputPower/InputPower當前第4頁\共有25頁\編于星期四\18點天線原理Polarization（極化）

天線遠場處電矢量軌跡。分線極化、圓極化、橢圓極化。 一般手機外置（stubby）天線在H面接近線極化，PIFA和Monopole極化復雜。 基站入射波為線極化，方向與地面垂直。 XY平面為H面，YZ面E1面，XZ面E2面。基站XYZ當前第5頁\共有25頁\編于星期四\18點天線原理一個理論上的各向同性（Isotropic）天線有全立體角相等的方向分布。該天線可作為其它天線的參照。側視(垂直方向圖)頂視(平面方向圖)當前第6頁\共有25頁\編于星期四\18點天線原理－偶極天線偶極天線方向圖側視

看來Isotropic方向圖垂直方向收到“擠壓”，水平方向則擴大了覆蓋范圍。增益越高，垂直方向波束越窄，水平方向覆蓋面積越大。側視(垂直方向圖)頂視(水平方向圖)dipole(withGain)垂直波束當前第7頁\共有25頁\編于星期四\18點全向和定向右上圖為一高增益全向天線。垂直方向波束窄，陰影為天線不能覆蓋范圍。水平方向則覆蓋面積很大。右下圖顯示方向圖被“擠壓”向一個方向，輻射能量在一定角度分布較大。而背面能量分布少。AreaofpoorcoveragedirectlyundertheantennaBeamwidth當前第8頁\共有25頁\編于星期四\18點EIRP（EffectiveIsotropicRadiatedPower）

EIRP=transmitterpower+antennagain–cableloss

PowerSettingdBm100mW20dBm50mW17dBm30mW15dBmGain@6dBiPatchEIRP6dBi26dBm6dBi23dBm6dBi21dBm20mW13dBm15mW12dBm5mW7dBm1mW0dBm6dBi19dBm6dBi18dBm6dBi13dBm6dBi6dBm當前第9頁\共有25頁\編于星期四\18點內置天線分類PIFA PlanarInvertedFAntennaInternalPlanarMonopole 內置平面單極天線InternalHelix 內置螺旋天線當前第10頁\共有25頁\編于星期四\18點手機結構vsPIFA天線（直板機）（一）典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS)位于手機頂部面向Z軸正向，與電池同側。當前第11頁\共有25頁\編于星期四\18點手機結構vsPIFA天線（直板機）（二）L=35~40w=15~25H=6~8FeedpinshortpinGroundAntenna當前第12頁\共有25頁\編于星期四\18點手機結構vsPIFA天線（直板機）（三）PIFA最重要的三個參數 W，L，H，其中H和天線諧振頻率的帶寬密切相關。W、L決定天線最低頻率。手機PCB的尺寸對PIFA有很大影響ShieldingCase對天線的影響手機電池芯對PIFA影響強烈。當前第13頁\共有25頁\編于星期四\18點PIFA需要的空間和其它條件PIFA需要的空間大小視乎頻段和射頻性能的需求。

雙頻（GSM/DCS）：600×7～8mm 三頻（GSM/DCS/PCS）：700×7～8mm 滿足以上需求則GSM頻段一般可能達－1～0dBi，DCS/PCS則0～1dBi。天線正下方一般避免安放器件，尤其是Speaker和Vibrator電池盡量遠離天線。一般至少5mm以上。天線同側后蓋上不用導電漆噴涂，謹慎使用電鍍裝飾。當前第14頁\共有25頁\編于星期四\18點天線饋點和接地的擺放

（紅色為饋點，藍色為接地）當前第15頁\共有25頁\編于星期四\18點手機結構vsPIFA天線（翻蓋或滑蓋）（一）翻蓋手機合蓋狀態(tài)，天線表現與直板機無異。開蓋狀態(tài)，上下蓋PCB都為地，天線由在地頂端變?yōu)樘幱诘刂醒?。當前?6頁\共有25頁\編于星期四\18點手機結構vsPIFA天線（翻蓋或滑蓋）（二）右二圖為合、開兩種狀態(tài)下天線S11參數的Smith圓圖。右上圖為合蓋，右下為開蓋。由右圖可見兩種狀態(tài)下天線工作狀態(tài)發(fā)生較大變化。通常低頻諧振降低。當前第17頁\共有25頁\編于星期四\18點以上二圖分別為直板（左）、翻蓋（右）@1GHz時的增益方向圖。由于翻蓋打開，增益比直板狀態(tài)增大了。直板狀態(tài)全向性好，翻蓋狀態(tài)則背向增益變小。當前第18頁\共有25頁\編于星期四\18點PIFA的局限PIFA脫胎于帶短路微帶天線，有帶寬窄的先天缺點。PIFA增益偏低。結構單調，不易與當今靈活多變的手機結構相適應。面對3G和多模手機的要求，一個手機的天線（組）必須同時面對900（800）MHz、1700MHz～2200MHz如此寬廣電磁波譜的要求。PIFA顯得力不從心。當前第19頁\共有25頁\編于星期四\18點內置平面Monopole出現的現實意義多模手機對多頻段天線的要求Monopole的大帶寬和高增益，足以應付3G時代跨越2GHz的幾百兆帶寬需求。內置平面Monopole結構靈活，易于與當今多變的手機結構相配合當前第20頁\共有25頁\編于星期四\18點天線低頻部分天線高頻部分PCBFeedStrip塑膠支架38X6X4當前第21頁\共有25頁\編于星期四\18點從右圖可見該種monopole保持了低頻（1GHz）工作頻帶。高頻則可有著與中心頻率比值20%以上、寬達幾百兆工作帶寬。當前第22頁\共有25頁\編于星期四\18點右圖為該天線模型在1.8GHz頻率下的增益方向圖。最大增益～4dBi。全向性可控制當前第23頁\共有25頁\編于星期四\18點內置PlanarMonopolevs手機結構設計內置PlanarMonopole天線可以比同樣工作頻率的PIFA小。Monopole必須懸空，平面結構下不能有PCB的Ground。Monopole只需要一個FeedPoint和PCB上的Pad相連。當前第24頁\共有25頁\編于星期四\18點內置天線結構種類Stamping

Stamping熱熔到Housing內側，Stamping伸出spring與手機PCB連接

Stamping+Support

Stamping熱熔到Support上，連接用springStamping+Support+Pogo