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手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理,飛宇信內(nèi)置天線廠家
發(fā)布時(shí)間：
2019-03-12 09:31
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理？為什么手機(jī)制造商普遍接受諾基亞手機(jī)的良好接收？為什么人們認(rèn)為摩托羅拉手機(jī)具有良好的信號(hào)和穩(wěn)定的性能？主要原因是像諾基亞、MOTO這樣的大公司對(duì)于天線和射頻設(shè)計(jì)流程與國內(nèi)廠商有著不同的看法。正如摩托羅拉堅(jiān)持的那樣，手機(jī)設(shè)計(jì)首先應(yīng)該確保好的信號(hào)，即RF性能。第二件事是確保音頻是好的，你聽不到你在說什么。因此，他們最初的計(jì)劃包括基于外觀、主板、結(jié)構(gòu)等與天線相關(guān)的總體環(huán)境設(shè)計(jì)。由于外觀、主板、結(jié)構(gòu)和天線作為一個(gè)整體，為天線和內(nèi)部RF環(huán)境提供的預(yù)留空間是合理，因此天線性能優(yōu)良也是合理的。
相比之下，國內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)、負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理的人員缺乏對(duì)天線項(xiàng)目設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)方案及形狀的限制也是最高的，同時(shí)，最終要進(jìn)行“匹配”天線的調(diào)試。匹配占據(jù)了天線設(shè)計(jì)整個(gè)過程的大部分時(shí)間，這與包括天線在內(nèi)的整個(gè)設(shè)計(jì)具有本質(zhì)的區(qū)別，往往導(dǎo)致天線的面積和體積不夠，或放置在天線喇叭、攝像機(jī)、電機(jī)、FPC線等部件之下。引起天線性能惡化的因素。事實(shí)上，在預(yù)開發(fā)和總體設(shè)計(jì)階段，如果RF和天線技術(shù)人員有效地參與有效RF和天線設(shè)計(jì)的通信和評(píng)估，并且ID、結(jié)構(gòu)和RF設(shè)計(jì)考慮天線和總體性能，那么di是什么？高品質(zhì)手機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)？
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理——內(nèi)置天線手機(jī)綜合設(shè)計(jì)的一般要求
主板
A.在連接射頻布線時(shí)，注意使用45度角布線或在彎曲處進(jìn)行電弧處理，并對(duì)布線進(jìn)行接地分離和特性阻抗仿真。同時(shí)對(duì)RF信號(hào)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，尋找線性參考接地面的RF信號(hào)（6層板做大部分電流在第三層完整的參考面），并確保RF信號(hào)走回流最短路徑，以及RF信號(hào)和相應(yīng)的層。ER之間沒有其他線路影響它（主要是方便PCB布線的微帶線阻抗的計(jì)算和仿真）。PCB板和地板邊緣要碰到“墻”。天線饋線微帶線源自射頻模塊，應(yīng)設(shè)計(jì)在頂部表面，而不是在PCB的中間層，以防止不可控的路由阻抗，減少損耗。參考層應(yīng)該是一個(gè)完整的參考表面。并且屏蔽盒在與屏蔽盒相交處作凹槽避免設(shè)計(jì)，以防短路和旁路耦合。天線RF饋線焊接板應(yīng)采用矩形圓板，通常尺寸為3×4mm。在焊接面板面積0.8mm以上的情況下，PCB的所有層均不含銅。在雙饋電點(diǎn)，RF與地墊之間的中心距離應(yīng)在4～5mm之間。
B.避免在布板的RF模塊附近放置一些分散的非屏蔽元件。屏蔽箱應(yīng)盡可能整潔，冷卻孔少。最忌諱長形孔溝。金屬部件，如喇叭、電機(jī)、照相機(jī)基板等應(yīng)盡可能接地。對(duì)于折疊式滑蓋機(jī)來說，需要避免長FPC（時(shí)鐘信號(hào)及其倍頻在頻帶內(nèi)容易產(chǎn)生寄生干擾），最好在兩側(cè)加接地屏蔽層。
C.常見問題
發(fā)射接收靈敏度已滿足要求（或非常優(yōu)異），但整機(jī)接收靈敏度較差，尤其是PIFA天線，輻射器的面積和形狀對(duì)輻射接收靈敏度仍有一定的影響，可提高接收靈敏度。E天線方面。
整機(jī)產(chǎn)生虛假問題的原因是，天線的空間輻射被主板的金屬元件（包括殼體上天線附近的金屬部件飾物）耦合和吸收，并產(chǎn)生一定數(shù)量的二次輻射。頻率與金屬部件的尺寸有關(guān)。因此，需要這樣的元件的良好接地以消除或減少次級(jí)輻射。整個(gè)機(jī)器的寄生問題也與天線和射頻模塊之間的諧振匹配電路有關(guān)。如果諧振匹配電路的穩(wěn)定性不好，很容易引起高次諧波干擾。
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理——住宅設(shè)計(jì)
由于其對(duì)附近介質(zhì)的敏感性，外殼的設(shè)計(jì)與天線性能密切相關(guān)。外殼的涂層材料不應(yīng)含有金屬成分。不要在天線附近的外殼上設(shè)計(jì)任何金屬裝飾或電鍍。如有必要，應(yīng)采用非金屬工藝。外殼內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電噴涂應(yīng)在天線20mm處停止。對(duì)于純金屬的電池蓋，其距離天線應(yīng)大于20mm。如果使用單極天線，面板禁止金屬外殼和環(huán)形金屬裝飾。電池（包括電連接座）與天線之間的距離應(yīng)大于5mm。
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理——手機(jī)內(nèi)部天線的分類
1、PIFA PIFA天線
天線結(jié)構(gòu)：
輻射體面積為550-600平方毫米，PCB主板頂面距離（高度）為6～7mm。天線和主板有兩個(gè)饋電點(diǎn)，一個(gè)是天線模塊輸出，另一個(gè)是射頻接地。天線的位置在電話的頂部。如果根據(jù)環(huán)境結(jié)構(gòu)的要求設(shè)計(jì)PIFA天線，其電性能相當(dāng)優(yōu)越，包括SAR指數(shù)，這是內(nèi)置天線的首選方案。
適用于具有一定厚度的手機(jī)產(chǎn)品、折疊、滑動(dòng)蓋、旋轉(zhuǎn)蓋、直板機(jī)等。
B.主板
在天線投射區(qū)域，有一個(gè)完整的地板擴(kuò)展，天線側(cè)不應(yīng)該被布置成組件，特別是對(duì)于較大的金屬結(jié)構(gòu)組件，如電機(jī)、揚(yáng)聲器、接收器、FPC布線、LDO和低頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備。它們對(duì)天線的電性能有非常不利的影響。
天線饋電位置和間距
一般建議在左上或右上設(shè)計(jì)，間距在4～5mm之間。
2、PIFA天線的幾種結(jié)構(gòu)
腳手架
天線由塑料框架和金屬板（散熱器）組成。金屬板和塑料支架用熱熔膠固定。塑料常用ABS或PC材料，常用金屬鈹銅、銅磷、不銹鋼。FPC也是可用的，但兩個(gè)引腳被添加到主板，這花費(fèi)多一點(diǎn)。
附有A型
輻射器直接連接到手機(jī)的背面。固定方式通常是熱塑性的。也有用的背膠方式，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)不是很穩(wěn)定，很少使用。FPC也是如此。
手機(jī)內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)原理——單極單極子天線
天線結(jié)構(gòu)
輻射體面積為300～350mm2，距PCB主板頂面的距離（高度）為3～4mm，天線輻射體與PCB的相對(duì)距離應(yīng)大于2mm。天線和主板只有一個(gè)饋電點(diǎn)，即模塊輸出。天線的位置在電話的頂部或底部。
單極單極天線在設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu)時(shí)，可達(dá)到較高的電氣性能。缺點(diǎn)是SAR略高。不適用于折頁機(jī)、滑蓋機(jī)、直板機(jī)和超薄板機(jī)。
B.主板
天線投影區(qū)域不能鋪設(shè)或沒有PCB，并且不應(yīng)該設(shè)置大型金屬結(jié)構(gòu)元件，如電機(jī)、揚(yáng)聲器和接收器。由于單極子天線的電學(xué)特性對(duì)金屬特別敏感，它們甚至不能實(shí)現(xiàn)。
天線饋電位置饋電點(diǎn)位置
它不同于PIFA。通常建議在天線的四個(gè)角設(shè)計(jì)。
A. Same作為PIFA天線，它被支撐和連接。
B.PCB單極單極輻射體采用PCB板，由簧片和PIN與主板饋送，在塑料支架上熱熔。它也可以安裝在定位卡鉤的外殼上。
在移動(dòng)電話的頂部高度（厚度）上設(shè)計(jì)特殊結(jié)構(gòu)的天線，該天線由MOTO公司的V3、V8超薄系列等金屬絲構(gòu)成。為天線設(shè)計(jì)的金屬空白區(qū)很大，實(shí)際上屬于天線。國內(nèi)復(fù)制失敗是由于未能給這個(gè)金屬空白區(qū)。這種環(huán)境設(shè)計(jì)和天線設(shè)計(jì)都是很難仔細(xì)選擇的。另一種是稱為“假內(nèi)置”的形式，相當(dāng)于將外部天線移動(dòng)到機(jī)器中，并且是小的，由PCB或陶瓷材料制成。這種天線由于其低帶寬、低輻射性能和高成本而不推薦使用。
在許多情況下，手機(jī)設(shè)計(jì)公司被迫更換天線公司，因?yàn)槟骋恍吞?hào)的天線性能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果不令人滿意，項(xiàng)目進(jìn)度延誤。但是此時(shí)的造型、機(jī)箱模具、主板可能改變的空間很小，最終勉強(qiáng)出現(xiàn)在市場上，或者推翻這個(gè)計(jì)劃，造成很大的損失。因此，飛宇信天線廠家建議在手機(jī)設(shè)計(jì)中，特別是在產(chǎn)品建模和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，為相關(guān)天線工程師提出一些方案，相互討論，設(shè)計(jì)合理的射頻環(huán)境形狀和結(jié)構(gòu)，提高天線的性能。MARCE指標(biāo)，手機(jī)產(chǎn)品在整體性能方面有更高的質(zhì)量。希望以上內(nèi)容對(duì)移動(dòng)電話方案設(shè)計(jì)，特別是天線環(huán)境設(shè)計(jì)具有參考價(jià)值，從而提高專業(yè)手機(jī)方案設(shè)計(jì)工程師對(duì)天線特性的深入了解，減少天線損耗。項(xiàng)目時(shí)間、人力、物力。
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