手機(jī)天線簡介

1、手機(jī)天線簡介1. 手機(jī)天線簡介在無線技術(shù)設(shè)備中，用來輻射和接收無線電波的裝置成為天線。天線的作用就是將調(diào)制到射頻頻率的數(shù)字信號或模擬信號發(fā)射到空間無線信道，或從空間無線信道接收調(diào)制在射頻頻率上的數(shù)字或模擬信號。手機(jī)天線設(shè)計理念上來講，nokia主張手機(jī)設(shè)計首先要保證rf性能好；其次要保證音頻性能好。在他們的初期方案中就把外觀、主板、結(jié)構(gòu)、天線是做為一個整體，提供給天線的預(yù)留空間及內(nèi)部的rf環(huán)境十分合理，所以天線性能也十分優(yōu)越。而國內(nèi)，由于設(shè)計的人員對天線的認(rèn)識不足，同時受結(jié)構(gòu)方案和外形至上的制約。最后都是“配”天線，對天線的調(diào)試匹配占了整個天線設(shè)計流程的大部分時間。2. 手機(jī)天線分類2.1 按

2、照傳統(tǒng)的天線單元形式分外置天線：單極天線、螺旋天線、pcb印制螺旋天線內(nèi)置天線：微帶貼片天線、縫隙天線、ifa天線和倒l天線、pifa、陶瓷天線2.2 外置天線簡介：2.2.1外置天線優(yōu)點(diǎn)：頻帶范圍寬、接收信號比較穩(wěn)定、制造簡單費(fèi)用相對低；2.2.2外置天線缺點(diǎn)：天線暴露于手機(jī)外易于損壞、天線靠近人體時導(dǎo)致性能變壞、不易加諸如反射層和保護(hù)層等來減小天線對人體的輻射傷害、同時對于fdd的系統(tǒng)，接收和發(fā)送必須使用不同的匹配電路。2.2.3 偶極子天線示意圖2.2.4 單極子天線的形成過程：現(xiàn)在去掉偶極子天線的一臂，將另一臂換成無窮大地，大地對場的反射，根據(jù)鏡像原理，天線的上臂將產(chǎn)生一鏡像，該鏡像上

3、的電流分布完全等同于偶極天線的下臂，在這種情況下，我們稱這種天線為單極天線。2.2.5 單極子天線示意圖2.2.6 外置天線示意圖外置螺旋天線 pcb板螺旋天線2.3內(nèi)置天線簡介2.3.1內(nèi)置天線優(yōu)點(diǎn)：可以做的非常小，不易損壞；可以將其安放在手機(jī)中遠(yuǎn)離人腦的一面，而在靠近人腦的部分貼上反射層、保護(hù)層來減小天線對人體的輻射傷害。可以安裝多個，很方便組陣，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)天線的智能化，這一點(diǎn)對未來的移動通信系統(tǒng)來說非常有用。2.3.2 內(nèi)置天線在手機(jī)中的位置 背面 側(cè)面 前面2.3.3 三種位置天線的特性對比antenna1 antenna2antenna3位置上蓋上部下蓋上部下蓋下部難易程度技術(shù)上比

4、較難，不常用，僅在nokia上用過，但也設(shè)計的不好容易，常用。目前的主流形式容易，較常用。在阿而卡特和moto的手機(jī)中應(yīng)用較多特點(diǎn)人體對其干擾最小，性能容易保證較容易受手指的干擾容易收到手掌的包圍，天線性能變化劇烈，經(jīng)常導(dǎo)致手機(jī)掉線2.3.4 平面倒f天線pifaplaner inverted f antennapifa天線的由來：pifa天線是微帶天線演變而來。最簡單的微帶貼片天線是一個金屬片平行放置于地平面上，用同軸線或者微帶線饋電即可。pifa天線是對倒f天線的擴(kuò)展而得到的。此天線的發(fā)展順序是一倒l天線一倒f天線pifa。pifa天線的缺點(diǎn)：pifa脫胎于帶短路的微帶天線，帶寬窄；pif

5、a增益偏低；易受翻蓋后所在地位置的變化的影響pifa天線模型3.天線測試指標(biāo)目前主要有兩種方法對手機(jī)輻射性能進(jìn)行考察：一種是從天線的輻射性能進(jìn)行判斷，是目前較為傳統(tǒng)的天線測試方法，稱為無源測試；另一種是在特定微波暗室內(nèi)，測試手機(jī)的輻射功率和接收靈敏度，成為有源測試。3.1無源測試：無源測試側(cè)重從手機(jī)天線的增益、效率、方向圖等天線的輻射參數(shù)方面考察手機(jī)的輻射性能。無源測試雖然考慮了整機(jī)環(huán)境（比如天線周圍器件、開蓋和閉蓋）對天線性能的影響，但天線與整機(jī)配合之后最終的輻射發(fā)射功率和接收靈敏度如何，從無源測試數(shù)據(jù)無法直接得知，測試數(shù)據(jù)不是很直觀。3.1.1天線無源指標(biāo)駐波vswr、帶寬bw、增益gai

6、n、方向圖、效率天線方向圖簡介：天線的方向圖是天線的輻射參量隨空間方向變化的圖形表示，實(shí)際中常用e面和h面來表示。e面是最大輻射方向和電場矢量所在的平面。h面是最大輻射方向和磁場矢量所在的平面。電基本陣子的方向圖e面h面rl與vswr的轉(zhuǎn)換關(guān)系：擋負(fù)載與源不匹配時，負(fù)載得到的功率小于資用功率。此損失（減小的功率與資用功率比）稱為回波損耗（return loss），記為rl，以db表示為實(shí)際中常用駐波比來衡量匹配狀況，電壓駐波比定義為：rl與vswr對照表3.1.2 為什么天線測試要在微波暗室進(jìn)行？天線的方向圖都要在微波暗室里面進(jìn)行測試，原因有兩點(diǎn)：微波暗室可以屏蔽外界的干擾；微波暗室有吸波材料

7、，所以不會引起電磁散射，從而避免了多徑效應(yīng)。3.2有源測試有源測試側(cè)重從手機(jī)整機(jī)的發(fā)射功率和接收靈敏度方面考察手機(jī)的輻射性能。有源測試是在特定的微波暗室中測試整機(jī)在三維空間各個方向的發(fā)射功率和接收靈敏度，更能直接地反應(yīng)手機(jī)整機(jī)的輻射性能。3.2.1天線有源指標(biāo)rtp total radiated power 總輻射功率：通過對整個輻射球面的發(fā)射功率進(jìn)行面積分并取平均得到。它反映手機(jī)整機(jī)的發(fā)射功率情況，跟手機(jī)在傳導(dǎo)情況下的發(fā)射功率和天線輻射性能有關(guān)。tis total isotropic sensitivity 總?cè)蜢`敏度：反映在整個輻射球面手機(jī)接收靈敏度指標(biāo)的情況。它反映了手機(jī)整機(jī)的接收靈敏

8、度情況，跟手機(jī)的傳導(dǎo)靈敏度和天線的輻射性能有關(guān)。為什么測試trp：保證無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的連接；避免天線設(shè)計僅考慮sar值；保證天線在接近水平面輻射功率；對用戶來說減少掉線trp測試spectrum analyzeruniversal radio communication tester relay switch unitfiber optics for maps systemreceive antenna gpib-busmaps controllercommunication antenna on mapsmobile phonemeasurement signal pathcomm

9、unication pathctia trp測試要求頻段trp900/850291800/190026tdscdma20ctiacellular telecommunication and internet association蜂窩電信及互聯(lián)網(wǎng)協(xié)會為什么測試tis：保證無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的連接；防止天線設(shè)計不良；保證接近水平面全向靈敏度；減少掉話和在弱場區(qū)的使用。tis測試fiber optics for maps systemtransmit antenna gpib-busuniversal radio communication tester relay switch unitmaps controllercommunication rx antenna on ceilingcommunication rx antenna on mapsmobile phonecommunication return pathmeasurement signal pathctia tis測試要求頻段tis900/850-104.51800/1900-103tdscdma-104trp和sar指標(biāo)的制約關(guān)系：trp反映的是天線遠(yuǎn)