手機(jī)天線設(shè)計(jì)資料

lgggyz2010-09手機(jī)天線知識(shí)介紹4/3/20241lgggyz手機(jī)天線知識(shí)介紹4/2/20241提綱7手機(jī)天線常用種類5天線設(shè)計(jì)3手機(jī)天線原理介紹6天線測試8AppleN90GSM&3G天線4天線設(shè)計(jì)流程圖1移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢2移動(dòng)通信頻譜劃分4/3/20242提綱7手機(jī)天線常用種類5天線設(shè)計(jì)3手機(jī)天線原理介紹6天線測1.移動(dòng)通信發(fā)展趨勢1GFDMA2GTDMA&CDMA3GOFDM4/3/202431.移動(dòng)通信發(fā)展趨勢1GFDMA2GTDMA&CDMA32.移動(dòng)通信頻譜劃分4/3/202442.移動(dòng)通信頻譜劃分4/2/202443.手機(jī)天線原理介紹

天線﹐是電波的換成能器件﹐用以發(fā)射和接收電波。天線把在電路里流動(dòng)的高頻電流通過電磁感應(yīng)轉(zhuǎn)換成高頻電磁波向外輻射﹐高頻電流流過任何導(dǎo)體時(shí)﹐導(dǎo)體內(nèi)部的電子隨高頻電流一起振動(dòng)﹐在導(dǎo)體外面空間會(huì)感應(yīng)激發(fā)電磁波。天線也把空間的電磁波通過感應(yīng)轉(zhuǎn)換成高頻電流﹐因此﹐天線收發(fā)是互逆的。

插圖4/3/202453.手機(jī)天線原理介紹天線﹐是電波的換成能器件﹐用4.手機(jī)天線原理介紹天線增益：某一方向的天線增益是指該方向上的功率通量密度和理想點(diǎn)源或半波振子在最大輻射方向上的功率通量密度之比。增益與天線方向圖的關(guān)系：方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

垂直極化：常以大地作為標(biāo)準(zhǔn)面。凡是極化面與大地法線面平行的極化波稱為垂直極化波。其電場方向與大地垂直。如果天線采用垂直極化，那我們希望的結(jié)果是水平波束寬度最小。天線的幾個(gè)常用術(shù)語右圖中水平的是主瓣，垂直的是副瓣4/3/202464.手機(jī)天線原理介紹天線增益：某一方向的天線增益是指3.手機(jī)天線原理介紹下圖是一個(gè)天線的理想極化圖（立體圖、垂直面圖、水平面圖）4/3/202473.手機(jī)天線原理介紹下圖是一個(gè)天線的理想極化圖（立體圖、垂直4.天線設(shè)計(jì)流程圖4/3/202484.天線設(shè)計(jì)流程圖4/2/202485.天線設(shè)計(jì)（一）PIFA天線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1，內(nèi)置天線盡量遠(yuǎn)離周圍馬達(dá)、SPEARKER、RECEIVER等較大金屬物體。有時(shí)候有攝像頭出現(xiàn)，這時(shí)候應(yīng)該把天線這塊挖空，盡量作好攝像頭FPC的屏蔽，否則會(huì)影響接收靈敏度。盡量避免PCB上微帶、引線等與天線彈片平行（平行會(huì)產(chǎn)生寄生電容）。2，內(nèi)置天線附近的結(jié)構(gòu)件（面）不要有噴涂導(dǎo)電漆等導(dǎo)電物質(zhì)。3，手機(jī)天線附近區(qū)域不要做電鍍工藝以及避免設(shè)計(jì)金屬裝飾件等。有環(huán)形的金屬圈就要接地.裝飾件，通過導(dǎo)電布接到入件上再接到電路板的邊緣，即導(dǎo)地。4/3/202495.天線設(shè)計(jì)（一）PIFA天線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1，內(nèi)置天線盡5.天線設(shè)計(jì)4，內(nèi)置天線正上、下方不能有與FPC（排線）重合部分，且相互邊緣距離3mm以上。5，內(nèi)置天線與手機(jī)電池的間距應(yīng)在5mm以上。6，手機(jī)PCB的長度對(duì)PIFA天線的性能有重要的影響，目前直板機(jī)PCB的長度在75-105mm之間這個(gè)水平。7，饋電點(diǎn)的焊盤應(yīng)該不小于2x3mm；饋電點(diǎn)應(yīng)該靠邊緣。8，天線區(qū)域可適當(dāng)開些定位孔。9，在目前的有些超薄滑蓋機(jī)中，由于天線高度不夠，可以通過挖空PIFA天線下方的地,然后在其背面再加一個(gè)金屬片，起到一個(gè)參考地的作用，達(dá)到滿足設(shè)計(jì)帶寬的要求。4/3/2024105.天線設(shè)計(jì)4，內(nèi)置天線正上、下方不能有與FPC（排線）重合5.天線設(shè)計(jì)10，天線空間一般要求預(yù)留空間：W、L、H，其中W15-25mm）、L35-45mm）、H6-8mm)。其中H和天線諧振頻率的帶寬密切相關(guān)。W、L決定天線的最低頻率。如果天線面積如下：雙頻（GSM/DCS）：600x6~8mm三頻（GSM/DCS/PCS）：700x7~8mm則GSM頻段的效果會(huì)比較理想。如何增加天線帶寬增加厚度或采用平面／非平面層狀無源器件可改善微帶天線帶寬，但會(huì)使天線尺寸增大。驅(qū)動(dòng)單元和天線無源單元的長和寬通常在一個(gè)半波長到1／4波長范圍內(nèi)。4/3/2024115.天線設(shè)計(jì)10，天線空間一般要求預(yù)留空間：W、L、H，其中5.天線設(shè)計(jì)（二）單極天線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)單極天線的設(shè)計(jì)要求與PIFA天線大多相同，相同項(xiàng)不再贅述。1.天線的寬度應(yīng)該不小于15mm。2.單極必須懸空，平面結(jié)構(gòu)下不能有PCB的Ground，一般內(nèi)置天線必須離主板3mm（水平方向），在天線正下方到地的高度必須保持在5mm（垂直方向）以上。如下圖3.由于MONOPOLE天線沒有參考的地，SAR一般比PIFA天線大，實(shí)際應(yīng)用中受到限制，且這是測試的難點(diǎn)，但是效率一般比PIFA高。離電池要5mm以上。4/3/2024125.天線設(shè)計(jì)（二）單極天線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)單極天線的設(shè)計(jì)要求與5.PIFA天線設(shè)計(jì)★PIFA天線設(shè)計(jì)步驟取一塊大小與天線支架差不多的銅箔，將銅箔粘貼在支架上，根據(jù)支架走勢和周圍元器件布置情況而設(shè)計(jì)出天線初步外形。天線長度要求：天線長度一般取天線輻射波長的1/4?，F(xiàn)在天線一般是多頻段的，我在以前設(shè)計(jì)天線時(shí)（沒有3G頻段），一般在GSM900的天線長度基礎(chǔ)上試驗(yàn)。4/3/2024135.PIFA天線設(shè)計(jì)★PIFA天線設(shè)計(jì)步驟取一塊大小6.PIFA天線測試測試天線VSWRVSWR<1.5時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻段我們認(rèn)為是有效頻段，怎樣增加有效頻段寬度，這是天線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在，也是最直接、最難的地方，大家有興趣的話可以做一下研究。測試時(shí)，把網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀校正，然后用電烙鐵把主板上的測試孔取下，然后把饋線內(nèi)的芯線和芯線外層金屬部分別焊在測試孔下的焊盤上。再把拆下的手機(jī)各部分安裝，最后把饋線的另一端連接到矢量分析儀上進(jìn)行測量。測試時(shí)要求手機(jī)部件全部安裝，盡量以最真實(shí)的情形來模擬用戶使用時(shí)的情況。

4/3/2024146.PIFA天線測試測試天線VSWR4/2/20246.PIFA天線測試用網(wǎng)絡(luò)失量分析儀測量出來的VWSR圖形，雙頻天線有效VSWR(G900&1800)4/3/2024156.PIFA天線測試用網(wǎng)絡(luò)失量分析儀測量出來的VWSR圖形，6.PIFA天線測試上圖是一張理想的VSWR圖形，大多數(shù)天線的頻段對(duì)應(yīng)的VSWR是分成不同有效部分的，也就是說VSWR可能有一個(gè)以上U形曲線。如果是四頻天線（GSM），則有可能有兩個(gè)以上的U形曲線。三頻天線(G900、D1800、P1900）一般共用一個(gè)。我們說的共用不是說不能有兩個(gè)U形線，實(shí)際中是有的，

如果VSWR達(dá)到理想的數(shù)值，則可以進(jìn)行下一步測試---暗室測試4/3/2024166.PIFA天線測試上圖是一張理想的VSWR圖形，大多6.PIFA天線測試3.暗室測試暗室測試比較簡單，一般分為2D測試和3D測試，3D測試能比較全面的測試天線性能，但是設(shè)備成本比較大，大多數(shù)天線廠家都建設(shè)的是2D暗室，深圳的康佳集團(tuán)有一個(gè)3D暗室。下面介紹一下2D測試內(nèi)容：

4/3/2024176.PIFA天線測試3.暗室測試4/2/2024176.PIFA天線測試TX標(biāo)準(zhǔn)：30～32dBRX標(biāo)準(zhǔn)：-100～-110

Sensitivity標(biāo)準(zhǔn)：-100～-110附G900&D1800頻點(diǎn)計(jì)算１.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:fh(n)=fl(n)+95MHz(512=<n<=885）4/3/2024186.PIFA天線測試TX標(biāo)準(zhǔn)：30～32dB4/2/20246.PIFA天線測試TX的標(biāo)準(zhǔn)：30～32dBRX的標(biāo)準(zhǔn)：-100～-110Sensitivity的標(biāo)準(zhǔn)：-100～-110如果在天線測試中達(dá)到以上標(biāo)準(zhǔn)，則可以發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)告給客戶，客戶如認(rèn)可數(shù)據(jù)，則可以把設(shè)計(jì)的天線交付模具組，模具組根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸，制作出初級(jí)天線模型，再進(jìn)行暗室測試，OK則模具組將天線尺寸參數(shù)交付工廠開模生產(chǎn)，F(xiàn)ail則模具組繼續(xù)修改。每個(gè)天線表面都會(huì)開一些小孔，有人是稱定位孔，也有人稱是散熱孔，自認(rèn)為兩方面都有道理。4/3/2024196.PIFA天線測試TX的標(biāo)準(zhǔn)：30～326.Monopole天線設(shè)計(jì)Monopole的設(shè)計(jì)與PIFA天線設(shè)計(jì)流程是相同的，測試標(biāo)準(zhǔn)也是同等對(duì)待。PIFA與Monopole的優(yōu)劣1.PIFA皮法天線如按要求設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu)，電性能相稱優(yōu)越，包括SAR指標(biāo)，是內(nèi)置天線首選方案。2.Monopole天線投影區(qū)域不能有鋪地，或無PCB，同時(shí)也不要安排馬達(dá)、SPEAKER、RECEIVER等較大金屬結(jié)構(gòu)的元件。由于單極天線的電性能對(duì)金屬特別敏感，甚至無法實(shí)現(xiàn)。綜合來說PIFA天線對(duì)環(huán)境要求不太高，比較容易實(shí)現(xiàn)，性能也能達(dá)到一般要求，所以大多手機(jī)（山寨）都首選這種天線。4/3/2024206.Monopole天線設(shè)計(jì)Monopole的設(shè)計(jì)與PIFA7.手機(jī)天線常用種類1PIFA手機(jī)天線種類即PF天線或者倒F天線(Plane

FigureAntenna)4/3/2024217.手機(jī)天線常用種類1PIFA手機(jī)天線種類即PF天線或者倒F7.手機(jī)天線常用種類2Monopole

即單極天線說明：PF天線和單極天線包含的常用種類分為兩種1>彈片式2>貼片式(FPC)4/3/2024227.手機(jī)天線常用種類2Monopole即單極天線說明：PF8.AppleN90GSM&UMTS天線常用匹配等效電路PIFA天線等效圖如上，由L2與C1構(gòu)成