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1、 手机天线设计_浅谈一、天线的功能： 二、天线的类型： 三、天线设计注意事项： 四、金属器件对天线的影响： 五、天线支架设计： 六、材料：xxxxxDate1一、天线功能无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（ 电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出 去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅 仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到 无线电接收机。可见，天线是发射和接收电磁波 的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无 线电通信。 手机不间断地与基站联系，依靠天线接受和发射 天磁波，天线释放出的电磁辐射功率约440微瓦/ 平方厘米，天线的设计在结构上需要考虑天线的 效率和SAR，对于
2、各频段天线效率基本要求在 30%以上。Date2二、天线的类型一、按外观分类：外置天线和内置天线 二、按手机通讯制式分为：GSM:900MHzDCS:850MHzPCS:1800MHzCDMA1X:800MHzWCDMA:2100MHzDate3内置天线主要种类PIFA antennaMonopole antennaChipset antennaDate4A、外置天线空间要求 CDMA: 线圈尺寸5.2*14mm GSM&DCS: 线圈尺寸5.2*14mm GSM&DCS&PCS: 线圈尺寸5.2*15mm GSM&DCS&PCS&WCDMA:线圈尺寸5.2*15mm CDMA&GSM&DCS
3、&PCS&WCDMA: 线圈尺寸5.2*15mm三、天线设计注意事项Date5B、PIFA天线空间要求PHS: H6.5mm A200mm CDMA: H7.0mm A400mm GSM&DCS: H7.0mm A450mm GSM&DCS&PCS: H7.0mm A550mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: H7.5mm A650mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: H8.0mm A750mmDate6L=3540w=1525H=68Feed pinshort pinGroundAntennaPIFA天线设计参考Date7C、Monopole天线空间要求 PHS: Gr
4、ound镂空5mm 天线空间20*3mm CDMA: Ground镂空5mm 天线空间30*5mm GSM&DCS: Ground镂空7mm 天线空间30*7mm GSM&DCS&PCS: Ground镂空8mm 天线空间30*7mm GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground镂空12mm 天线空间30*7mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间30*7mmDate8Monopole天线设计参考Date9Date10手机内置天线形式比较Date11主板设计(主要是内置天线)手机PCB的尺寸对天线影 响很大，(直板机)一般要 求长在90-12
5、0mm左右， 宽在35-50mm左右。 某些超薄机出于设计考虑 ，尺寸很短，建议在电池 下面铺金属板，与PCB Ground充分连接，保证 PCB的尺寸。Date12PIFA馈点的位置Date13Monopole馈点的位置Date14超薄直板手机应用PIFA的方案PIFA的GroundPIFA的Patch馈 电接地PCB带地LCD电池如果receiver在此 空间内部，则地上 可以开出音孔Date15超薄直板手机应用PIFA的方案u把PCB在天线区域截断，用一块良好 接地的金属片紧贴手机Top面，使得 PIFA的地降低；PIFA的patch则贴近 Bottom面，这样可以充分利用手机内 部的厚
6、度。PIFA的高度要求还是不难 满足的。u此种方案的缺点在于LCD的位置偏低 ，如果ID设计的卖点是大LCD且位置 偏高，则不适合这种设计。Date16超薄直板手机应用单极天线的方案馈 电PCB带地LCDReceiver净空区8mm至少 5mm此空间可 以放没有 金属底座 的 Camera sensorDate17超薄直板手机应用单极天线的方案 采用单极天线方案的要点是有一块净空区域在板的端部， 净空区域一般宽8mm。该区域没有地，且一般没有器件进 入。 考虑ID设计要求出音孔不能太低，speaker或者receiver势 必要进入上述的净空区域。折中的设计是不可避免的。问 题在于寻求一个两方
7、面都可接受的平衡点。 根据我们的实验判断认为，磁声器件在单极天线的净空区 域内，在手机厚度方向拉远器件和天线的垂直距离没有明 显的好处且增加手机厚度；而沿手机主板长度方向移动器 件是有巨大作用的，2mm的距离足以增加1dBi的增益。 此种结构布局LCD可以放得较高，ID设计都比较符合时尚 ，但单极天线的性能可能由于较少的净空区，其它器件的 影响，会大幅度的降低。Date18Speaker和Receiver的影响uSpeaker和Receiver中间是一个线圈，长度约在40-50mm左右，加上 不同长度的信号线可在不同的频段产生谐振，降低天线性能。uSpeaker和Receiver本身的高频音频
8、信号会在低频段产生干扰。u一般在两根信号线上各串联一个100nH电感，可有效消除其影响。100nH四、金属器件对天线的影响Date19Motor和Camera的影响uMotor对天线性能影响很大，特别是在工作状态( 震动)下。因此一般要求其距离天线馈点在10mm以 上，同时为了提高天线效率等，天线在Motor上方 周围区域尽量不布线。uCamera正常情况下影响很小，但有时Flash的引 线FPC过长，会干扰到天线，故FPC长度越短越好 。Date20装饰件的影响u机壳周框（上盖和下壳）和天线附近经常会有金属装饰件或电镀装饰件，如 果它们的尺寸和工作频段波长成比例，会对天线产生极大干扰。u图一
9、周框电镀层使功率和灵敏度下降3dB，故在两肩部分截断。u图二为Camera周围的装饰件，尺寸较大，灵敏度下降了5dB，后整体尺寸减 小一圈后影响消失。电镀截断 ，改善性 能整体尺寸减小 一圈后，干扰 消失。Date21特殊设计的案例uMoto V3面世后，很多Design House仿照其进行设计，出来的结果GSM功率 很差，不是其机板设计问题，而是出在Ground的延伸上。类似手机天线都位于 下端，打开状态时，上板和下板连接起来长度太长，约160mm，影响了GSM频 段的辐射。研究V3手机可以发现，即使连接前后板的FPC断开，两者的Ground 也是连通的，整个金属外壳和板子的Ground是
10、一体的，这样电流回流实际上就 缩短了板子实际尺寸，保证了GSM 频段的性能。类似手机设计时，不仅要保证 FPC连接前后板，还要在板子另一侧把Ground也连通。Date22五、天线支架结构设计注意事项1、支架平面 2、热熔柱 3、支架固定 4、天线弹片Date231、支架平面支架平面:尽量是完整的平面 或连续的曲面。曲面上的天线需随曲面弧 度进行折弯，容易出现天 线与支架间不贴和，有缝 隙。若贴和不稳定会影响 天线性能，也容易与外壳 有干涉。Date242、热熔柱热熔柱的作用：将天线定位以及天线与支架的固定。在支架设计时需要预留出来天线的高度及热熔柱热熔后的高度。天 线厚0.2mm，根据经验，
11、通常要求热熔柱热熔后与天线的距离保持在 0.3mm。即，需要预留出至少0.5mm的高度，以避免与壳体有干涉。天线弹片处的热熔柱较 重要，一般会设计直径 为1.2mm。Date253、支架固定热熔柱的作用：将天线定位以及天线与支架的固定。在支架设计时需要预留出来天线的高度及热熔柱热熔后的高度。天 线厚0.2mm，根据经验，通常要求热熔柱热熔后与天线的距离保持在 0.3mm。即，需要预留出至少0.5mm的高度，以避免与壳体有干涉。天线弹片处的热熔柱较 重要，一般会设计直径 为1.2mm。Date26亦可以设计用镙钉固定支架与PCB 板，但镙钉是金属件，会对天线有一定 影响。支架与壳体固定，存在着双
12、重定位 ，即支架与PCB的定位，支架与壳体的 定位。需要定位准确以保证天线弹片与 馈点的良好接触。Date274、天线弹片馈点位置需RF工程师与硬件工程师讨论 确定，PAD尺寸至少保证在33mm，PAD 间距保持在1.5mm以上。支架结构设计也需考虑到PAD位置，天 线和PAD需要合适的距离，以保证天线和 PAD的良好接触。Date28六、材料1、支架材料：天线支架使用的材料主要有ABS 、 PC 、 二者比较，ABS塑性好，PC材料的 硬度高。材料会根据结构选用，亦可根 据硬件要求，做成透明，以方便观察支 架下的元器件。2、天线材料：一般采用铍铜，磷青铜，硬度分为H、 H/2、H/4。厚度一般采用0.2mm或 0.15mm。也可用不锈钢片和FPCDate29谢谢！郑宗波Date30
