手機內(nèi)置式天線

1、內(nèi)置手機天線設(shè)計選型分析,Prepare by Xiong Wei minMarch 24.2008,天線基本概念,1.通用設(shè)計要求Return Loss（回波損耗S11）,手機天線性能與外形大小有密切關(guān)系。通常會使用以物理長度的頻率波長制定的規(guī)格化電氣性長度，一般是將電氣性長度為低于1/2波長以下的天線定義為小型天線(以下簡稱為小型天線)。小型天線，它的缺點是低效率、窄頻寬，為了確保天線的性能，因此天線小型化有一定的極限。所幸的

2、是天線使用的元件大多是可以創(chuàng)造空間的導(dǎo)體，若與波長比較的話，只要導(dǎo)體具備一定大小，基本上就可以當作小天線使用。,天線幅射指標,Directionality（方向性系數(shù)）天線輻射方向性參數(shù)。天線據(jù)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 ×

3、EfficiencyEfficiency＝Output Power/Input Power,內(nèi)置天線,Polarization（極化）天線遠場處電矢量軌跡。分線極化、圓極化、橢圓極化。PIFA和Monopole極化復(fù)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,內(nèi)置天線分類,PIFAPlanar Inverted F AntennaInternal Pl

4、anar Monopole內(nèi)置平面單極天線Internal PCB &FPC內(nèi)置印刷天線,手機結(jié)構(gòu) vs PIFA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(cè)。,手機結(jié)構(gòu) vs PIFA天線（直板機）（二）,,,,,,,,,L=35~40,w=15~25,H=6~8,,Feed pin,,short pin,,,Ground,,Antenna,手機結(jié)構(gòu) vs

5、 PIFA天線（直板機）（三）,PIFA最重要的三個參數(shù)W，L，H，其中H和天線諧振頻率的帶寬密切相關(guān)。W、L決定天線最低頻率。手機PCB的尺寸對PIFA有很大影響Shielding Case對天線的影響手機電池芯對PIFA影響強烈。,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

6、 ×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(cè)后蓋上不用導(dǎo)電漆噴涂，謹慎使用電鍍裝飾。,天線饋點和接地的擺放（紅色為饋點，藍色為接地）,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(jié)構(gòu)單調(diào)，不易與當今靈活多

7、變的手機結(jié)構(gòu)相適應(yīng)。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。,內(nèi)置平面Monopole出現(xiàn)的現(xiàn)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(yīng)付3G時代跨越2GHz的幾百兆帶寬需求。內(nèi)置平面Monopole結(jié)構(gòu)靈活，易于與當今多變的手機結(jié)構(gòu)相配合,,,天線低頻部分,,天線高頻部分,,,PC

8、B,Feed Strip,,塑膠支架38X6X4,內(nèi)置Planar Monopole vs 手機結(jié)構(gòu)設(shè)計,內(nèi)置Planar Monopole天線可以比同樣工作頻率的PIFA小。Monopole必須懸空，平面結(jié)構(gòu)下不能有PCB的Ground。Monopole只需要一個Feed Point和PCB上的Pad相連。,內(nèi)置天線結(jié)構(gòu)種類,Stamping Stamping熱熔到Housing內(nèi)側(cè)，Stamping伸出spring與手機P

9、CB連接Stamping + Support Stamping熱熔到Support上，連接用springStamping + Support + Pogo pin (正、反)Stamping熱熔到Support上，連接用Pogo Pin。正向使用Pogo Pin一般適合于帶support的結(jié)構(gòu)，反向使用都可以。,,,,,,,天線,,Pogo Pin,,PCB,,,,,天線,,Pogo Pin,,PCB,,,正向使用Po