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手机天线设计浅谈


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手机内置天线形式比较
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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90-120mm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。
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。
图一周框电镀层使功率和灵敏度下降3dB,故在两肩部分截断。
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。
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特殊设计的案例
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PIFA馈点的
Monopole馈点的位置
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超薄直板手机应用PIFA的方案
PIFA的Patch PCB带地
电池

接地

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如果receiver在此 空间内部,则地上 可以开出音孔
PIFA的Ground
LCD
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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
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1、支架平面
支架平面:尽量是完整的平面 或连续的曲面。
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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。
➢ 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。
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四、金属器件对天线的影响
Speaker和Receiver的影响
Speaker和Receiver中间是一个线圈,长度约在40-50mm左右,加上
➢ 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。
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2、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
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B、PIFA天线空间要求
➢ PHS: H>6.5mm A>200mm² ➢ CDMA: H>7.0mm A>400mm² ➢ GSM&DCS: H>7.0mm A>450mm² ➢ GSM&DCS&PCS: H>7.0mm A>550mm² ➢ GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>7.5mm
Moto 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。
A>650mm² ➢ CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:
H>8.0mm A>750mm²
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PIFA天线设计参考
short pin
w=15~25
Feed pin
L=35~40
Antenna
H=6~8
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Ground
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C、Monopole天线空间要求
➢ PHS: Ground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:
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超薄直板手机应用PIFA的方案
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 部的厚度。PIFA的高度要求还是不难 满足的。
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。
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*7mm
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Monopole天线设计参考
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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。
Speaker和Receiver本身的高频音频信号会在低频段产生干扰。 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
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Motor和Camera的影响
Motor对天线性能影响很大,特别是在工作状态
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超薄直板手机应用单极天线的方案
净空区 ~8mm
PCB带地
馈 电
此空间可 以放没有 金属底座 的 Camera sensor
至少 12.03.2021 5mm
Receiver
LCD
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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。
(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。
Camera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。
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装饰件的影响
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
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