GS M 手机外置天线的原理及制做班万荣(华宇科技(南京)有限公司 江苏南京 210003)摘 要:手机在人们的生活中起着越来越重要的作用,而手机在发送接收信号时性能的好坏,一定成度上取决于射频电路天线部分的设计。
介绍了GS M 频段手机外置天线的原理和电气特性要求,及依据天线工作原理工厂对手机天线的检验方法。
关键词:外置天线;EGS M ;DCS中图分类号:TN 929153 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2005)0110503Pr i nc iple and M ak i ng of GS M M ob ile Phone Exposed An tennaBAN W an rong(A ri m a Techno l ogy (N anjing )Co 1L td 1,N anjing ,210003,Ch ina )Abs tra c t :M ob ile phone is mo re and mo re i m po rtan t in peop le ′s living ,and the perfo rm ance of mob ile phone tran s m itting andreceiving signal is determ ined by design of an tenna part of R F circu it in som e respects 1In th is paper p rinci p le and electriccharacteristic dem and of GS M mob ile phone expo sed an tenna is in troduced ,and in specti on of mob ile phone an tenna acco rding its w o rk p rinci p le is also to ld 1Ke yw o rds :expo sed an tenna ;EGS M ;DCS收稿日期:200409201 GS M 手机外置天线的原理手机天线对整个手机来说是一颗机构电子料,他的外观同工业设计有关系。
这里着重讲述手机外置(expo sed )天线电气方面的原理及制做。
当电能量加到并联谐振网络上时,并联谐振网络就会向外发射一定频率F =1 2ΠL C 的电磁波。
当并联谐振网络处在电磁场中,他会产生一定频率F =1 2ΠL C 的电能量,且频率F 与电磁波频率一致时,产生电能量相对最大。
手机天线就是运用这样的电气原理,为了更好地发送和接收电磁波,将并联谐振回路中的电容两个板极打开,以电感为振子。
电容性以分布容性实现,因中国的全球通波段和欧洲一致,EGS M (低发高收880～915M H z 及925～960M H z )加DCS (发1710～1785M H z ,收1805～1885M H z ),总对天线来说要求D ual Band (880～960M H z ,1710～1880M H z )。
故电感为一个有两种疏密度的线圈,以满足两波段频率发送接收的需要。
图1 若是做三频天线,因PCS 频段与DCS 频段接近,只需在DCS 频段上扩展就可以。
调节手机天线电气性能时,需要一只最终定型的手机(所有其他部件不再会改变)制作手机天线测试工具,在其天线连接的部位引1根钢管线出来安装S M A 头。
通过接校准过单端口S 11参数的矢量网络分析仪A ginlent 8753来显示天线在两个频段的S 11特性,应该在有用频段内小于-10dB ,测试时周围不应该有金属反射面,有些厂商EGS M 频段做不到小于-10dB ,那最低要求也要做到小于-8dB 。
若满足不了S 11特性,就要通过改变线圈的长度和疏密度及手机内部PCB 板匹配网络来满足S 11参数特性。
参数达标后,将线圈固定并拍照记录下线圈的长度和疏密度,使之可用以大量生产,并记录下匹配网络各被动器件参数用于手机内部PCB 板匹配网络制作。
若是翻盖手机,S 11在闭合和打开时都满足所测标准,主要考察打开时的S 11。
S 11与V S W R 有对应换算关系。
调好S 11后,还要测其增益与方向性,这就要求在3D 或2D cham ber 里测试,绘出图形,再换算成理论要求平均增益,接近于0dB 。
但实际做不到,一般要求EGS M 频段不小于-1dB ,DCS 频段不小于-2dB 。
内置天线更低为-4dB ,另外SA R 测试也要达标,这要求在专用的SA R 实验室测试(实验室必须具有国际认证资格)目前国家并没有做强制要求。
因为要做到电气性能达标,线圈必须大于一定长度,所以天线外露出机壳的部分必须大于1614mm ,但是把线圈缩入机壳内的除外。
除装配合格外,手机外置天线要做落甩实验,直板机从高度为115m 落下,折叠机为112m 。
经落甩后机构电气性能都不能改变。
501《现代电子技术》2005年第1期总第192期 电子技术应用2 外置天线参数检验方法手机整机厂商检验手机外置天线产品参数是否合格的简便方法:(1)频率范围(frequency range)用校正过单端口S11的网络分析测S11小于-10dB的范围涵盖所需频段为合格。
(2)阻抗(i m pedance)用较正后的网络分析仪测阻抗密斯圆图上,(0,0)是匹配点(508)。
(3)回波损耗(return lo se)测量方法与频率的测量相同,带内回损-10dB。
(4)电压驻波比(V S W R)用网络分析仪测,先较正单端口S11,按Fo rm at后测S W R。
(5)增益(gain)需在隔离度优于-80dB的屏蔽室(cham ber)中进行测量。
在手机以天线连接到PCB接口处引一个R F cable出来,加信号发时,用标准天线测待测天线发射出来的功率(近场测试)。
所得测试及功率除以加到天线到PCB接口处信号的功率即为增益。
(6)额定功率(pow er rating)需要在隔离度优于-80dB的屏蔽中测量。
取手机一部装上S I M卡和电池,开机使手机处于发射状态,用标准天线作近场测量。
测出的功率为额定功率。
(7)极化方向(po larizati on)可用垂直极化(vertical po larizati on)标准天线测量。
如果被测天线是水平极化(ho rizontal po larizati on),那垂直标准极化天线几乎收不到信号。
3 结 语现在人们为了手机外壳的简约美观而去掉外置式天线,因此手机天线向内置式发展,但内置天线增益较低,造成手机收发性能不好,在基站信号较弱的地方容易断话。
故手机外置式天线在手机业中仍占有一席之地,研究并做好、做小手机外置式天线仍是市场的需求。
参 考 文 献[1]A gilen t8753ES操作手册[S]1[2]Ph ili p s R F手册[S]1[3]祁玉生,邵世祥1现代移动通信系统[M]1北京:人民邮电出版社,19991[4]孙宇彤1TDM A空中接口技术[M]1北京:人民邮电出版社,20021(上接第104页)表1 正常和故障状态下相对应结点的特征向量的相对误差和绝对误差E30E31E32E33E34E35E36E371e13311509751124051368251627918155531151851913934518787Ε1301110110100190100140100140100380100030100360100102e23381860551384031473421402881824217196292116542615767Ε230112080100170100080100060100230100390100540100123e3326122911138441211812271298510139251514922510362115866Ε330107850100040100280100680100200100280100110100034e433712144151126811567516149553015017141143015172101418859Ε430111040100510100040100350100730100320100350100325e5301563615159777198828115261410617171634510179661716366Ε530111190101320100580100570100920101270100630100166e63012744010520010046010051010205010112010030010074Ε6311400347112966189227199692415597151958751143010190987e730183060183775818361018316441961531116322019066814495Ε73011619010007010339010005010372010221010134010054 注:表中相对误差皆为百分比。
5 结 语在模拟电路故障检测中,这种基于小波包分析得到的能量特征向量,可以作为故障特征向量进行故障诊断。
同时,这种故障诊断方法在实施故障特征提取和诊断时,无需被诊断电路的数学模型,就可以迅速地进行故障检测,并能准确地进行故障定位。
参 考 文 献[1]Cohen I,R az S,M alah D1Sh ift Invarian t W aveletPacket Bases,IEEE Conf1onA cou st,Speech and SignalP roc1Icassp,1995,95:108110841[2]D aubech ies I1T en L ectu re onW avelets1Ph iladelph ia:Society fo r Indu strial andA pp lied M athem atics,19921[3]杜鑫,唐大全,杨应成1模拟电路故障诊断技术的发展[J]1测控技术,2003,22(7):131[4]李清泉,张伟政,李彦明1基于小波包的瞬变信号的提取[J]1西安交通大学学报,2003,22(4):43461[5]胡昌华,张军波,夏军,等1基于M atlab的系统分析与设计小波分析[M]1西安:西安电子科技大学出版社, 19991601电子技术 班万荣:GS M 手机外置天线的原理及制做。