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1、内置手机天线设计选型分析,Prepare by Xiong Wei minMarch 24.2008,天线基本概念,1.通用设计要求Return Loss（回波损耗S11）,手机天线性能与外形大小有密切关系。通常会使用以物理长度的频率波长制定的规格化电气性长度，一般是将电气性长度为低于1/2波长以下的天线定义为小型天线(以下简称为小型天线)。小型天线，它的缺点是低效率、窄频宽，为了确保天线的性能，因此天线小型化有一定的极限。所幸的是天线使用的元件大多是可以创造空间的导体，若与波长比较的话，只要导体具备一定大小，基本上就可以当作小天线使用。,天线幅射指标,Directionality（方向性系数
2、）天线辐射方向性参数。天线据此可分全向（omni-directional）和定向（directional）。Gain（增益）天线增益定义为规定方向的天线辐射强度和参考天线之比。Efficiency（效率）GainDirectionality EfficiencyEfficiencyOutput Power/Input Power,内置天线,Polarization（极化）天线远场处电矢量轨迹。分线极化、圆极化、椭圆极化。PIFA和Monopole极化复杂。基站入射波为线极化，方向与地面垂直。XY平面为H面，YZ面E1面，XZ面E2面。,基站,内置天线分类,PIFAPlanar Inverted
3、 F AntennaInternal Planar Monopole内置平面单极天线Internal PCB&FPC内置印刷天线,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（一）,典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS)位于手机顶部面向Z轴正向，与电池同侧。,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（二）,L=3540,w=1525,H=68,Feed pin,short pin,Ground,Antenna,手机结构 vs PIFA天线（直板机）（三）,PIFA最重要的三个参数W，L，H，其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率。手机PCB的尺寸对PIFA有很大影响Shiel
4、ding Case对天线的影响手机电池芯对PIFA影响强烈。,PIFA需要的空间和其它条件,PIFA需要的空间大小视乎频段和射频性能的需求。双频（GSM/DCS）：600 78mm三频（GSM/DCS/PCS）：700 78mm满足以上需求则GSM频段一般可能达10dBi，DCS/PCS则01dBi。天线正下方一般避免安放器件，尤其是Speaker和Vibrator电池尽量远离天线。一般至少5mm以上。天线同侧后盖上不用导电漆喷涂，谨慎使用电镀装饰。,天线馈点和接地的摆放（红色为馈点，蓝色为接地）,PIFA的局限,PIFA脱胎于带短路微带天线，有带宽窄的先天缺点。PIFA增益偏低。结构单调，不
5、易与当今灵活多变的手机结构相适应。面对3G和多模手机的要求，一个手机的天线（组）必须同时面对900（800）MHz、1700MHz2200MHz如此宽广电磁波谱的要求。PIFA显得力不从心。,内置平面Monopole出现的现实意义,多模手机对多频段天线的要求Monopole的大带宽和高增益，足以应付3G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合,天线低频部分,天线高频部分,PCB,Feed Strip,塑胶支架38X6X4,内置Planar Monopole vs 手机结构设计,内置Planar Monopole天线可以比同样工作频率的P
6、IFA小。Monopole必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground。Monopole只需要一个Feed Point和PCB上的Pad相连。,内置天线结构种类,Stamping Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接Stamping+Support Stamping热熔到Support上，连接用springStamping+Support+Pogo pin(正、反)Stamping热熔到Support上，连接用Pogo Pin。正向使用Pogo Pin一般适合于带support的结构，反向使用都可以。,天线,Pogo Pin,PCB,天线,Pogo Pin,PCB,正向使用Pogo Pin的,反向使用Pogo Pin的,内置meander,FPC中金属线meander嵌入塑料内模，可平行于PCB平面，也可竖直装载于PCB顶端。金属线印刷在PCB平面，装载于PCB边缘。一般净空区的长是天线长的1.6倍，宽约是天线宽的1.6倍，净空区越大越好。以上实际RF效果均不够理想。优点在于可以有效利用手机空间及主板边角进行设计，对单频稍加修改可快速设计通用的内置天线手机。,手机天线选型规则,谢谢大家！,
