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hfsss手机内置天线设计资料

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卖家[上传人]：san****019

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常见问题

1、手機內置式天線設計,天線基本概念,Return Loss（回波損耗S11）,天線原理,Directionality（方向性係數）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）天線增益定義為規定方向的天線輻射強度和參考天線之比。 Efficiency（效率） GainDirectionality Efficiency EfficiencyOutput Power/Input Power,天線原理,Polarization（極化）天線遠場處電向量軌跡。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極化複雜。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,X,Y,Z,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佈。該天線可作為其它天線的參照。,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”，水準方向則擴大了覆蓋範圍。增益越高，垂直

2、方向波束越窄，水準方向覆蓋面積越大。,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範圍。水準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佈較大。而背面能量分佈少。,EIRP（Effective Isotropic Radiated Power） EIRP = transmitter power + antenna gain cable loss,內置天線分類,PIFA Planar Inverted F Antenna Internal Planar Monopole 內置平面單極天線 Internal Helix 內置螺旋天線,手機結構vs PIFA天線（直板機）（一）,典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS) 位於手機頂部面向Z軸正向，與電池同側。,手機結構vs PIFA天線（直板機）（二）,L=3540,w=1525,H=68,Feed pin,short pin,Ground,Antenna,手機結構vs PIFA天線（直板機）（三）,PIFA最重要的三個參數 W，L，H，其中H和天線諧振頻率的頻寬密切相關。

3、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 78mm 三頻（GSM/DCS/PCS）：700 78mm 滿足以上需求則GSM頻段一般可能達10dBi，DCS/PCS則01dBi。天線正下方一般避免安放器件，尤其是Speaker和Vibrator 電池儘量遠離天線。一般至少5mm以上。天線同側後蓋上不用導電漆噴塗，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）,手機結構vs PIFA天線（翻蓋或滑蓋）（一）,翻蓋手機合蓋狀態，天線表現與直板機無異。開蓋狀態，上下蓋PCB都為地，天線由在地頂端變為處於地中央。,手機結構vs PIFA天線（翻蓋或滑蓋）（二）,右二圖為合、開兩種狀態下天線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下天線工作狀態發生較大變化。通常低頻諧振降低。,以上二圖分別為直板（左）、翻蓋（右）1GHz時的增益方向

4、圖。由於翻蓋打開，增益比直板狀態增大了。直板狀態全向性好，翻蓋狀態則背向增益變小。,PIFA的局限,PIFA脫胎於帶短路微帶天線，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、1700MHz2200MHz如此寬廣電磁波譜的要求。PIFA顯得力不從心。,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的大頻寬和高增益，足以應付3G時代跨越2GHz的幾百兆頻寬需求。內置平面Monopole結構靈活，易於與當今多變的手機結構相配合,天線低頻部分,天線高頻部分,PCB,Feed Strip,塑膠支架 38X6X4,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、寬達幾百兆工作頻寬。,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,內置Planar Monopole vs手機結構設計,內置Planar Monopole天線可以比同樣工作頻率

5、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Feed Point和PCB上的Pad相連。,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spring Stamping + Support + Pogo pin (正、反) Stamping熱熔到Support上，連接用Pogo Pin。正向使用Pogo Pin一般適合於帶support的結構，反向使用都可以。,天線,Pogo Pin,PCB,天線,Pogo Pin,PCB,正向使用Pogo Pin的,反向使用Pogo Pin的,FPC FPC + Support + FPC連接器 FPC + Support + Pogo pin (正、反) Housing表面電鍍,內置Helix,類似外置Helix內藏於手機殼內金屬線Helix嵌入塑膠內模，軸線平行於PCB平面，豎直裝載於PCB頂端。金屬線Helix嵌入塑膠內模，軸線平行於PCB平面，平行裝載於PCB頂端。以上實際RF效果均不夠理想。一般輻射效率在20%。優點在於可以利用以往的外置天線手機主機板設計，稍加修改快速設計出一款內置天線手機。,

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