Pro/E和ANSYS在天线结构设计分析中的应用
作者：中国电子科技集团39所胡海峰
1 引言
天线是卫星通信中发射和接收微波信号的主要设备。随着卫星通信事业的发展，天线的应用也已迅速推广。对于天线结构而言，合理的设计应该确保在各种环境下，使天线精确地保持形状和姿态。目前，天线的结构设计分析已自成体系，其中关键部分就是设计模型的建立及在此基础上进行的刚强度分析和变形的计算。以往多采用经验类比设计与传统材料力学简化计算相结合的方法，但这一方法在很大程度上取决于设计人员的经验，并且往往使设计偏于保守，致使产品重量大，成本高，尤其在当前客户要求越来越多样化的情况下，已不能适应瞬息万变的市场要求。
随着各种先进计算机辅助设计软件的推广应用，采用功能强大的CAD及CAE
软件对天线结构进行设计分析已成为可能，从而可以大幅度提高设计质量和效率。目前先进的CAD软件Pro/ENGINEER可直接进行三维实体设计，其强大的特征(Feature)建模技术可以迅速捕捉对象，生成产品几何模型，并能对建立的实体模型自动进行有限元网格的划分，将划分好的模型输出到有限元分析软件。而ANSYS软件是集结构、热、流体和电磁于一体的大型通用有限元分析软件，提供了有限元计算的优异分析功能，可获得良好的计算精度，并且可与
Pro/ENGINEER集成在一起。
本文在总结天线结构设计经验的基础上，介绍了如何运用上述两种软件对结构进行实体建模和分析的一般步骤，提出了有限元分析模型建立的一些方法。
2 结构建模和分析的基本步骤
天线结构的分析属于固体力学问题，通常采用有限元法进行计算。一般来说，天线结构的设计分析是由以下几步组成的。
（1）建立设计模型。
（2）结构离散化，进行有限元网格划分。
（3）建立边界条件，施加约束。
（4）计算节点载荷。
（5）组成整体刚阵，求解有限元方程。
（6）对计算结果进行整理、分析。
上述步骤中的（1）、（2）、（3）、（4）称为有限元分析的前处理，步骤（6）称为有限元分析的后处理。关于固体力学的有限元法已有很多专著作了详细的分析，这里不再一一赘述。现主要对如何在Pro/ENGINEER和ANSYS两种软件环境中进行具体操作进行概述：首先在Pro/ENGINEER中建立实体模型，并输入材料特性，主要包括弹性模量、泊松比和密度等，注意单位的选取必须与在ANSYS中相同，否则将导致计算结果出现数量级的偏差。然后在Pro/Mesh模
块中进行有限元网络的划分，确定坐标系，施加载荷及约束，定义分析名称，从而建立分析模型。运行(Run)分析，从中选择ANSYS作为解算器，生成一个名为*.ans的文件（也可选用后台直接运行等），这样就可以在Pro/ENGINEER 中完成计算中所有的前处理过程。最后的计算及后处理在ANSYS中完成。进入ANSYS后，读入(Read input)前面生成的*.ans文件，此时可以检查在
Pro/ENGINEER中定义的材料特性、载荷及约束等是否有误，无误则可直接进行计算（Solve），并用后处理器(General Postprocessor)查看计算结果。图1所示为一个天线座架的应力分布图。
图1 天线座架应力云图
3 用Pro/ENGINEER建立模型的方法
对于类似天线结构这样空间尺寸繁多的产品，通过Pro/ENGINEER强大的造型功能够迅速建立实体模型，并且修改很方便。借助Pro/Mesh模块提供的有限元网格划分功能，可将模型划分为实体(Solid)、板壳(Shell)或梁(Beam)等单元，并在此基础上添加约束和载荷，最终传递给有限元分析模块Pro/mechanic或其他分析软件，如ANSYS等进行计算。
随着近年来三维设计软件的迅速推广，迅速地建立实体模型已不是什么难事，问题是如何使模型直接转化为正确的分析模型，下面就谈谈用Pro/ENGINEER建模时常采用的一些方法。
3.1 简化模型
简化模型是指忽略零件(Part)或装配(Assembly)中的细节。由于实际结构往往是复杂的，如果完全按实物建立有限元模型，实际上是不必要的，有时甚至是不可能的。因此，在进行有限元网格划分前，常常将零部件上的一些细节特征做压缩(Suppress)处理。在压缩这些特征之前，必须注意以下几点。
（1）压缩特征是否会改变分析模型的特性。换句话说，就是看特征是保证结构强度必须的基本特征还是仅为修饰特征（Cosmetic），我们需要压缩的是修饰特征。这些特征一般包括圆角(Round)、棱角(Chamfer)、小的槽(Groove)和定位孔等。切忌在进行所有的分析之前都要考虑特征的压缩。另外，对于模态分析(Modal)或热分析(Thermal)、可以压缩的特征也许并不适用于强度分析(Structural)，比如在模态分析中可以忽略那些能够产生应力集中的特征，并且不影响刚度，但在强度分析中就必须考虑这些因素。
（2）压缩特征是否会影响敏感度(Sensitivity)和优化分析(Optimization)。如果分析目的是减少质量，那么上面提到的修饰特征就会起到关键作用，一个圆角的半径也许就是优化参数，虽然它只是一个修饰特征，但会显著影响优化分析过程。
（3）压缩特征时注意特征间的父子关系。如果被压缩的特征是其他关键特征的父特征，那么就必须重新定义父子关系。
3.2 尽量采用板、梁单元
任何零部件都是三维的，但是当某一个方向或某两个方向的尺寸远小于其他方向的尺寸时，就可以简化为板或杆，这种简化称之为减维。在Pro/ENGINEER中如果采用实体单元，则划分有限元网格所用的时间要比用板单元所用的时间多数十倍甚至更多，而对一些单元划分比较小的复杂零部件，更有可能造成划分失败或计算溢出。因此在不影响计算精度的情况下，尽量采用板、梁单元是科学经济的方法。
3.3 实体模型
采用面(Surface)、薄壁(Thin Protrusions)、筋(Rib)等特征或Sheetmetal建立实体模型。前面提到用板单元进行有限元网格划分比用实体单元更快捷有效，这必须在建模初期就予以考虑，由于Pro/mesh模块能自动抽取由薄壁、筋等特征的中性面(Midsurface)生成板单元，从而大大提高有限元网格划分效率，所以应在建模时应多采用这些特征，不然就要在网格划分时进行人工操作，造成时间的浪费。这里特别要注意的是在零件或装配中，无论是等厚度还是变厚度，必须使特征或零件的中性面成为连在一起的整体，否则会造成单元中断。对于零件中变厚度问题，可先将中性面作为第一个特征做出，然后再向两个方向生成薄壁(Use Quilt-Both Side)即可。
3.4 控制单元的形态比
各种单元一般都有理想的形态，如三角形单元的理想形态是等边三角形，四边形单元的理想形状是正方形。但是实际上不可能都用理想形状单元去离散形状各异的结构，因此只有注意控制单元的形态，尽量使划分后的网格单元有较好的形态，避免面积很小的尖角元或体积很小的薄元，以提高计算精度。在
Pro/ENGINEER中，可在配置文件Pro.config中通过对Fem_asp_ratio、
Fem_edge_angle和Fem_taper 等变量的修改来控制单元的质量。
3.5 合理规划有限元网络的布局
根据误差分析，应力的误差与单元的尺寸成正比，位移的误差与单元的平方成正比。由此可见，单元划分得越小，计算结果精度越高；但另一方面，单元数越多，计算工作量也就越大。因此，必须根据精度要求确定网格的疏密。一般来说，在边界曲率较大的部位，单元应该小些，在边界曲率比较平缓的部位，单元可大些。在Pro/Mesh中可通过Mesh Control对有限元网格疏密进行控制。
下面结合一个实例来对上述方法做进一步说明。图2是一个微波喇叭，由于天线需长期工作在室外，所承受的主要载荷来自风力，作为裸露在外的天线部件，喇叭必须能在强风状态下正常工作，变形不能超过许用值。首先在
Pro/ENGINEER中建立分析模型，从图2可以看出，喇叭上有一些孔和倒角，这些特征是出于工艺性考虑，不影响结构的受力状况，为此可在建立分析模型将这些特征忽略，简化后的模型如图3所示。
图2 喇叭原型
图3 简化后的模型
在进行有限元网格划分时，考虑到板厚尺寸远小于其他方向的尺寸，因此可将其按板单元进行划分。由于在创建实体时均使用薄壁特征(Thin)，并控制了特征间的结合，所以可以直接通过自动检查（Auto Detect）中性面而生成板单元。为了更准确了解关键部位（中间法兰）的应力分布，可通过控制此处单元网格大小来得到更高的计算精度。对图2模型最终共划分了782个节点和767个四边形单元，并输入到ANSYS中，完成后的有限元分析模型如图4所示，施加约束及载荷后，计算得出的变形如图5所示。
图4 有限元模型
图5 变形图
4 结束语
随着计算机技术的发展，通过运用CAD、CAE等先进设计手段，可以大幅度缩短产品的设计周期，并且能够在满足设计要求的前提下，提高产品的设计水平。合理使用CAE技术更可以及时发现设计中的问题，为设计人员提供可靠的分析数据，从而保证设计的成功率。
目的：用PRO/E进行3D实体建模，然后用ANSYS进行有限元分析。优点：可快速生成复杂的3D实体零件模型（包括装配模型ASM）；一次性导入ANSYS后基本不用进行修修补补，兼容性较好，可认为是无缝连接。 一次导入成功率：99.9% 步骤：（须严格按照顺序操作） 1、首先安装PRO/E WILDFIRE 2.0，并进行正常使用； 2、按照ANSYS的安装说明安装ANSYS（最好是ANSYS 8.0以上版本），记录下your PC ID and MAC Address,修改ANSYS.dat（也许是，有点忘了是哪个文件），然后代替此文件中第一行原来的ID and MAC Address，保存退出，用KEYGEN生成License.txt。然后进行安装（在第二步安装License过程中，对于安装提示①是否是1或3 SERVER，选择“是”；②是否有License文件时，选“是”(有点忘了,看情况吧)；③选刚才生成的License文件，如此时有提示说找不到，不要紧，请见下面的步骤），注意要设置环境变量，然后Reboot。同时在运行License Server要将生成的License.txt拷贝到License Guide第三步提示的目录里（如果一开始就知道是应该拷贝到哪个目录，就在第③步前将此文件拷贝过去）。 3、安装完成以后不要立即运行ANSYS，首先运行License Server管理器，完成License注册。
4、运行ADMIN，配置ANSYS和PRO/E的连接，按照提示操作即可。 5、如果第4步成功的话，运行PRO/E后就可在其菜单栏里面看见多了一个ANSYS的选项，注意此时还没有最后成功。 6、最好将PRO/E和ANSYS的工作目录设成同一个，同时将此目录设成PRO/E启动目录，并在此目录中配置一个config.pro，对其中几项做调整： Option Value Description FEM_ANSYS_annotation yes FEM_ANSYS_grouping yes FEM_default_solver ANSYS FEM_which_ansys_solver FRONTAL Pro_ANSYS_path ANSYS.exe的安装路 径 保存此config.pro
随着计算机技术的不断发展，CAD/CAE技术在机械系统研究中的应用也越来越广泛。 PROE具有强大的实体建模能力，而ANSYS则具有强大的有限元分析计算能力，将PROE和ANSYS进行连接，综合利用它们各自领域的优势是机械系统研究的首选方案，这就涉及到PROE与ANSYS之间的数据传递。目前，PROE与ANSYS之间的数据传递主要有以下几种方式。 1 利用IGES中间标准格式转换 The Initial Graphics Exchange Specification(IGES)是由美国国家标准协会(ANSI)组织波音公司、通用电气公司等共同商议制定的信息交换标准，受到绝大多数CAD/CAM系统的支持。但ANSYS在IGES 转换中，有时会把不能识别的特征省略掉，特别是模型特征过多或结构过于复杂时，很容易产生模型断裂、实体丢失等，直接影响有限元分析模型建模的准确性，此外，采用ANSYS进行IGES转换还具有耗时长的缺点。 2 利用ANSYS与PROE的专用接口转换 ANSYS与PROE有一个专用接口模块“Connection for Pro/Engineer”，此模块不仅能将PROE模型数据快速准确地传递给ANSYS，还提供了以执行部件为基础的参数优化设计功能。启动ANSYS路径下“ans_admin.exe”并在其中设置PROE的安装路径就能激活这个专用接口模块。成功激活后可以在PROE主菜单栏中看到ANSYS对应版本的菜单。
利用专用接口转换进行数据传递有两种方式：在PROE环境下直接激活ANSYS或在ANSYS读取PROE模型文件。 2.1 在PROE环境下直接激活ANSYS 在PROE环境下完成模型文件的创建后，直接点击主菜单栏上的ANSYS菜单，主菜单选择“ANSYS Geom”子菜单，将自动启动ANSYS应用程序并导入模型，同时PROE自动禁止用户交互，以保证数据一致性。当ANSYS程序退出后，自动返回到PROE建模环境。此时ANSYS的工作目录与PROE工作目录相同，PROE模型导入ANSYS后工作目录下会产生一个后缀名为anf的供ANSYS读取的模型数据文件，方便用户下次调用，而不需每次都进行数据转换。 2.2 在ANSYS中读取PROE模型文件 在ANSYS的“File→Import→Pro/E”命令弹出的对话框中，选择所需的prt文件，在“Pro/ENGINEER command”栏中填入PROE的命令，如“proe1.bat”，点击OK完成输入，则ANSYS会启动专用接口模块进行数据传递。此方法同样会在工作目录下生成anf文件。 3 在PROE中选择ANSYS做求解器输出数据传递文件 在PROE中调用“应用程序”菜单中的Mechanica程序进入有限元FEM模式。在网格创建完毕之后，选择输出格式为ans文件，则在ANSYS菜单“File→Read input from”中便可直接读入带有有限元网格的模型文件。ans文件为ANSYS专用的附带网格信息的模型数据文件。由于PROE网格类型较少，PROE中ans文件的输出和ANSYS
第一章绪论 一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义 自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的 生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域， 光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统 具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为 城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送 方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技 术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（ WLAN ）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通 信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ，目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中，工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率；而802.11a 采用 5GHZ 频段，速率高达 54Mbps ，它比802.11b 快上五倍，并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均 需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线 家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。
1 课题背景 喇叭天线是一种应用广泛的微波天线，其优点是结构简单，频带宽，功率容量大，调整与使用方便。合理地选择喇叭天线尺寸，可以获得很好的辐射特性、相当尖锐的主瓣、较小副瓣和较高的增益。因此，喇叭天线应用非常广泛，它是一种常见的天线增益测试用标准天线。 喇叭天线就其结构来讲可以看成由两大部分构成：一是波导管部分，横截面有矩形，也有圆形；二是真正的喇叭天线部分。 波导部分相当于线天线中的馈线，是供给喇叭天线信号和能量的部分。对工作于厘米波或毫米波段内的面天线，如采用线状馈线，将因馈线自身的辐射损耗太大不能把能量传送到面天线上，所以，必须采用自身屏蔽效果很好的波导管作馈线。普通喇叭天线结构原理图如1.1所示。 图1.1 普通喇叭天线结构原理图 HFSS全称为High Frequency Structure Simulator，是美国Ansoft公司（注：Ansoft公司于2008年被Ansys公司收购）开发的全波三维电磁仿真软件，也是世界上第一个商业化的三维结构电磁仿真软件。该软件采用有限元法，计算结果
精准可靠，是业界公认的三维电磁场设计和分析的工业标准。 HFSS采用标准的Windows图形用户界面，简洁直观；拥有精确自适应的场解器和空前电性能分析能力的功能强大后处理器；能计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场；自动化的设计流程，易学易用；稳定成熟的自适应网格剖分技术，结果准确。使用HFSS，用户只需要创建或导入设计模型，指定模型材料属性，正确分配模型的边界条件和激励，准确定义求解设置，软件便可以计算并输出用户需要的设计结果。 HFSS软件拥有强大的天线设计功能，可以提供全面的天线设计解决方案，是当今天线设计最为流行的软件。使用HFSS可以仿真分析和优化设计各类天线，能够精确计算天线的各种性能，包括二维、三维远场和近场辐射方向图、天线的方向性系数、S参数、增益、轴比、输入阻抗、电压驻波比、半功率波瓣宽度以及电流分布特性等。
通信工程专业实训 题目：手机内置天线的设计 专业：通信2班 学号：1167119226 姓名：李盼 指导老师：杜永兴 分数：_________________
目录 摘要： 关键字： 第一章：背景介绍 第二章：实训过程记录第三章：实训结论 第四章：实训总结 第五章：参考文献
摘要：现在的电子通讯技术飞速发展，随着技术可经济的推进，人们对手机的要求越来越高，然而手机的基本功能就是打电话，而对手机的内置天线要求就更高难度更大，小型化，并且能工作在不同的频段下，文中主要研究双频手机PIFA天线。采用了开槽的的设计方法实现了天线的双频，工作性能良好，易于实现，现在大多数手机都使用这种天线。 关键字：PIFA天线，双频，GSM,DCS,HFSS 第一章：背景介绍 1.1 移动通信对手机天线的要求 天线最主要的功能在于转换两种不同传播介质中的电磁波能量。在能量转换的过程中，会出现收发信机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中，天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计，以使得收发信机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径。 移动通信手机对天线的要求： 外在要求： 天线尺寸小，重量轻，剖面低，携带方便，机械强度好 电性能要求： 水平面要求有全向辐射方向图，频带宽，效率高，增益高，受周围环境影响小，对人体辐射伤害小 1.2 手机天线的指标意义 天线输入阻抗： 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率，天线的带内增益波动，天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线，，天线的阻抗不匹配，将导致大量的信号反射，使天线的辐射效率降低，同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动，如果天线的驻波为6，手机前端的击穿电压将降为原来的1/6，而功率容量就会下降。 手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。 天线的驻波要求，我们目前统一要求为小于3。
超宽带天线的研究与设计 中文摘要 近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。 关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真 I
Research and design of ultra-wideband antenna Abstract In recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications. Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation 目录 I
4G智能手机天线设计的解决方案 2010年全球移动数据消费量增长了倍。这是移动数据使用量连续三年接近3倍的增幅。到2015年，全球移动数据业务量有望增长到2010年的26倍。导致这种戏剧性增长的关键因素之一是智能手机和平板电脑的快速普及。全球移动数据用户希望他们的设备在全球任何地方都能高速联网。 这种期望给网络和设备性能带来了巨大的负担。在移动数据设备中，天线是“接触”网络的唯一部件，优化天线性能变得越来越重要。然而，智能手机和平板电脑中的4G天线设计所面临的挑战十分艰巨。尽管应对这些挑战有多种可行的解决方案，但每一种都会有潜在的性能折衷。 4G天线设计挑战 有许多因素会影响手持移动通信设备的天线性能。虽然这些因素是相关的，但通常可以分成三大类：天线尺寸、多副天线之间的互耦以及设备使用模型。 天线尺寸天线尺寸取决于三个要素：工作带宽、工作频率和辐射效率。今天的带宽要求越来越高，其推动力来自美国的FCC频率分配和全球范围内的运营商漫游协议；不同地区使用不同的频段。“带宽和天线尺寸是直接相关的”且“效率和天线尺寸是直接相关的”--这通常意味着，更大尺寸的天线可以提供更大的带宽和更高的效率。 除了带宽外，天线尺寸还取决于工作频率。在北美地区，运营商V erizon Wireless和AT&T Mobility选择推广的LTE产品工作在700MHz频段，这在几年前是FCC UHF-TV再分配频段的一部分。这些新的频段（17,704-746MHz和13,746-786MHz）比北美使用的传统蜂窝频段（5,824-894MHz）要低。这个变化是巨大的，因为频率越低，波长越长，因而需要更长的天线才能保持辐射效率不变。为了保证辐射效率，天线尺寸必须做大。然而，设备系统设计人员还需要增加更大的显示器和更多的功能，因此可用的天线长度和整个体积受到极大限制，从而降低了天线带宽和效率。 天线间互耦更新的高速无线协议要求使用MIMO（多入多出）天线。MIMO要求多根天线（通常是两根）同时工作在相同频率。因此，话机设备上需要放置多根天线，这些天线要同时工作且相互不能有影响。当两根或更多天线位置靠得很近时，就会产生一种被称为互耦的现象。 举例说明，移动平台上紧邻放置两根天线。从天线1辐射出来的一部分能量将被天线2截获，截获到的能量将在天线2的终端中损耗掉，无法得到利用，这可以用系统功率附加效率（PAE）的损耗来表示。根据互换性原理，这种效应在发送和接收模式中是相同的。耦合幅度反比于天线的分隔距离。对于手机实现而言，MIMO和分集应用中工作在相同频段的天线之间的距离可以是1/10波长或以下。例如，750MHz时的自由空间波长是400mm.当间隔很小时，比如远小于一个波长，则耦合程度会很高。天线之间耦合的能量是无用的，只会降低数据吞吐量和电池寿命。 设备使用模型与传统手机相比，智能手机和平板电脑的使用模型有很大变化。除了正常工作外，这些设备还要满足电磁波能量吸收比（SAR）和助听器兼容性（HAC）法规要求。 使用模型的另一个方面是消费内容的类型。诸如大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）和实时视频数据流等视频密集型移动应用不断推动数据使用率飙升。据ABI Research预测，从2009年到2015年，西欧和北美地区数据使用率有望分别以42%和55%的年复合增长率（CAGR）增长。这些相似的应用正在驱动制造商生产出更大尺寸、更高分辨率的显示屏。数据使用率的提高也在悄然改变消费者对这些设备的手持方式。例如，对于游戏应用来说，使用者必须用两手紧握设备两头，而其它应用程序可能根本无需用手握住设备。 越来越大的显示屏和使用者抓握方式的改变，使得为天线辐射单元找一个不被显示屏或
proe零件导入ANSYS的方法 {方法一：在Pro/E中建立好模型后（一般是part），从菜单File_save a copy中 选择IGES类型存盘，这种格式是几乎所有CAD软件都可以识别的。注意文件最好存放在名字无空格的目录中，否则在Ansys 中不能识别！启动Ansys ，从菜单file_import_IGES ，选择刚才形成的文件就可以输入模型了。 在Ansys 中输入模型时，可能出现模型断裂的结果，可以对" defeature 、 合并重合的关键点、产生实体、删除小面积"等选项进行改变，反复试验直到输入满意为止。方法二：首先，安装Ansys 时，必须安装了ANSYS Connection For Pro/ENGINEER 模块（代号82）。在"开始_程序_ Ansys 5.6_ANS_ADMIN Utility"中，选择configuratio n options，选择configure connection for Pro/E，输入模块类型，图形类型、工作空间 大小等，再输入Pro/E的安装路径，完成"连接"安装，此时将在Pro/E的相关文件夹中产生一个protk.dat 文件。运行Pro/E，窗口中可能出现一个不能连接的提示，不必理睬他！ 打开一个已建好的模型（可以不必输入材料特性），此时在Pro/E的菜单中（屏幕右边）最后一行会出现Ansys GEOM，单击它，直到自动调用并启动了Ansys ，此时再选取Fil e_import_Pro /E，在文件名栏中输入正确的文件名，点OK即可完成输入。 应特别注意的问题是，被打开的*. prt 文件必须在Pro/E的工作目录中，或者Pro/E与An sys 有相同的工作目录，否则会出现找不到*. anf 文件的错误。 上述方法在Ansys57中似乎不能使用，会出现命令无效的错误。我估计是由于Ansys 的安装路径中包含的文件名有空格的的缘故！？ 另外，如果在Pro/E command栏中填入您系统的正确的命令如proe2000i2或proe2001，再点 取OK则会重新传输模型后再导入，不知是何道理？ 方法三：首先，安装Ansys 时，必须安装了ANSYS Interactive For Pro/ENGINEE R模块（代号83） 在"开始_程序_ Ansys 5.7_ANS_ADMIN Utility"中，选择configuration options，选择c onfigure connection for Pro/E，输入模块类型，图形类型、工作空间大小等，再输入P ro/E的安装路径，完成"连接"安装，此时将在Pro/E的相关文件夹中产生一个 protk.dat 文件。此时，不必运行Pro/E，可以直接运行Ansys ，从File_import_Pro /E出现的对话框中，填入正确的文件名，并在Pro/E command栏中填入您系统的正确的命令如proe200 1，点OK即可完成输入。在输入的过程中，Ansys 将自动调用Pro/E，并在Ansys 自己的工作目录中生成一个*。Anf 文件。 注意：这一办法在Ansys5.6以下的版本中，*. prt 文件必须存放在不包含空格的路径中，否则将出现Ansys 致命错误并退出，估计是一个bug！ 方法四：上面方法二和方法三中产生的anf 文件其实是一个文本文件，而且实际上起作用的就是这个文件，因此，完全可以不必拘泥于上面的方法，只要产生好了anf 文件，随时可以运行Ansys ，从File_Read input from...中选择该文件，完成模型的输入， 不过模型输入完成后不显示图形--只要plot一下就可以了！ 方法五：不必安装上面方法2、3、4中的"连接"，在Pro/E中，打开建好的模型，选择菜单Applications_Mechanica ，此时会进入有限元FEM模式，可以进行结构，热等的分析，选择结构- -分网（mesh）--create--solid--start，开始分网，完成后关闭对话框， 选择菜单中的Run，在对话框的求解器中选择Ansys ，输出到文件，填入文件名，点取OK（材料不必输入），即可生成一个*. ans 文件。上面产生的*. ans 文件其实是一个文 本文件，与上面方法4产生的anf 文件功能完全一样，因此运行Ansys ，从File_Read
手机天线设计注意事项总结 一、主板 1.布线在关联RF的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理，做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时RF地要合理设计，RF信号走线的参考地平面要找对，并保证RF信号走线时信号回流路径最短，并且RF信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它。PCB板和地的边缘要打“地墙”。从RF 模块引出的天线馈源微带线，为防止走线阻抗难以控制，减少损耗，不要布在PCB的中间层，设计在TOP面为宜，其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计，以防短路和旁路耦合。 2.布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是含金属结构的元件，如喇叭、马达、摄像头基板等金属元件和低频驱动器件，要尽量接地。它们对天线的电性性能有很大的负面影响. 3.天线的空间辐射会被主板的金属元件（包括机壳上天线附近的金属成分装饰件）耦合吸收后产生一定量的二次辐射，频率与金属件的尺寸关联。会造成整机产生一定的杂散，整机杂散问题还与天线与RF模块之间的谐振匹配电路有关，如果谐振匹配电路的稳定性不好，很容易激发产生高次谐波的干扰。因此要求此类元件有良好的接地，消除或降低二次辐射。
二、机壳的设计 由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。若有需要，应采用非金属工艺实现。机壳内侧的导电喷涂，应止于距天线20mm处。对于纯金属的电池后盖，应距天线20mm以上。如采用单极天线，面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。电池（含电连接座）与天线的距离应设计在5mm以上。 三、天线结构 1）PIFA天线基本注意： 1，天线空间一般要求预留空间：W（宽），L（长），H（高）其中W（15-25mm）、L（35-45mm）、H（6-8mm)。其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线的最低频率。如果天线面积如下： 双频（GSM/DCS）：600x6~8mm 三频（GSM/DCS/PCS）：700x7~8mm 满足以上要求则GSM频段一般可能达到-1~0dBi，DCS/PCS可达0~1dBi。当然高度越高越好，带宽性能得到保证。 2，内置天线尽量远离周围马达、SPEARKER、RECEIVER等较大金属物体。有时候有摄像头出现，这时候应该把天线这块挖空，尽量作好摄像头FPC的屏蔽（镀银襁），否则会影响接收灵敏度。尽量避免PCB上微带、引线等与天线弹片平行。
ANSYS软件是进行有限元分析的工具，具有强大的分析功能，但对于复杂的零件建模过程却非常困难，而ProlE软件却有着强大的三维图形处理功能。我们在Pro/E中完成斜齿轮的建模工作，然后把Pro/E中的斜齿轮实体模型导入到ANSYS 中，大大降低了在ANSYS 中建立实体模型难度、提高计算效率。 由于目前CAD 和CAE这两个领域最具代表性的应用软件分别是Pro/E 和ANSYS。Pro/E 拥有强大的实体和曲面造型功能，而ANSYS具有完善的有限元分析功能，这两个软件各自的长处恰恰又是对方的短处。解决这一矛盾的有效途径是:在Pro/E中进行建模，然后将模型导入到ANSYS 软件中进行有限元分析，从而实现用计算机完成零件设计和分析。所以，问题的关键是如何把这两个软件结合起来，将Pro/E中生成的模型完整地导入到ANSYS 中去，进而完成所需的有限元分析。 我们以目前流行的版本Pro/ENGINEERWildfire3.0 与ANSYS10.0 为研究对象，进行了实体模型在两个不同软件之间的转换和连接。 1 ANSYSI0.0 与ProlE接口连接 ANSYS l0.0 软件安装选项中包含与Pro/Engineer 软件的接口模块"Connection for Pro/Engineer" (见图1)。此模块不仅能将ProlE模型数据直接转换给ANSYS ，同时还提供了以执行部件为基础的参数优化设计功能。该功能允许从建立以部件为基础的参数化Pro/E模型开始，用ANSYS程序对其进行优化，并以一个优化的模型结束，而且建立好的模型仍是以部件为基础的参数化模型。此模块能给工程人员在有限元分析过程中考虑采用何种前后处理提供最好的支持。利用软件自带接口能够快速准确地导入数据，因此下面将对此类方案着重进行分析。 2 ANSYS直接集成在Pro/E中的方法 (1) ANSYS 直接集成在Pro/E步骤 ①设置ANSYS 与Pro/E的接口选择"程序"ANSYS l0.0 →Utilities →ANS_ADMIN ，打开ANS_ADMIN 10.0 管理器，选取" Configurrationoptions" 后点"OK" 确定(见图2);
第六讲手机天线类型比较和结构射频规则 一、各种手机内置天线的特点和演变过程 在常见的手机天线结构中，陶瓷介质天线由于Q值很高，带宽窄，损耗大，并且易受环境的影响而产生频率漂移，因此不推荐作为手机主天线使用，但由于其尺寸小的优势，可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上，并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式，这种天线也由于介质板的损耗常数而产生一定的损耗，所以在大多数高端机情况下也不推荐使用，仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。 PIFA天线自产生以来，一直到今天都一直是内置天线的主要形式，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度缩小为四分之一波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求，原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格，改用各种变形的单极子天线设计，这样就减小了结构对天线的依赖性，增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计，Samsung E708的城墙线（Meander）天线设计，以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧，它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿，并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。 二、PIFA天线和单极子天线的性能比较 前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析，下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。 1．空间结构要求 两种天线的设计对空间的预留都必须考虑Chu极限定理，但在组成上，PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面，两者互相平行，并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体，它们必须位于手机上，所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。 而采用单极子天线进行设计，则天线仅有一个辐射体而没有地面，因此它对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制，天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。
1. 如何设置Pro/E与ANSYS接口连接与使用方法（图文教程）- 机 械工程... 使得在Pro/E中建好的模型直接导入到ANSYS中， 由于目前CAD 和CAE这两个领域最具代表性的应用软件分别是Pro/E 和ANSYS。Pro/E 拥有强大的实体和曲面造型功能，而ANSYS具有完善的有限元分析功能，这两个软件各自的长处恰恰又是对方的短处。解决这一矛盾的有效途径是:在Pro/E中进行建模，然后将模型导入到ANSYS 软件中进行有限元分析，从而实现用计算机完成零件设计和分析。所以，问题的关键是如何把这两个软件结合起来，将Pro/E中生成的模型完整地导入到ANSYS 中去，进而完成所需的有限元分析。 我们以目前流行的版本Pro/ENGINEERWildfire3.0 与ANSYS10.0 为研究对象，进行了实体模型在两个不同软件之间的转换和连接。 1 ANSYSI0.0 与ProlE接口连接 ANSYS l0.0 软件安装选项中包含与Pro/Engineer 软件的接口模块"Connection for Pro/Engineer" (见图1)。此模块不仅能将ProlE模型数据直接转换给ANSYS ，同时还提供了以执行部件为基础的参数优化设计功能。该功能允许从建立以部件为基础的参数化Pro/E模型开始，用ANSYS程序对其进行优化，并以一个优化的模型结束，而且建立好的模型仍是以部件为基础的参数化模型。此模块能给工程人员在有限元分析过程中考虑采用何种前后处理提供最好的支持。利用软件自带接口能够快速准确地导入数据，因此下面将对此类方案着重进行分析。 2 ANSYS直接集成在Pro/E中的方法 (1) ANSYS 直接集成在Pro/E步骤
ansys模型简化 首先，模型并不是直接在ANSYS里建立的，而是借助Pro/E建立好模型后，转化成IGES格式后导入到ANSYS里面的。这里便存在一个问题，Pro/E建立的一些模型特征或几何特征在导入ANSYS后会提示错误，比如钣金的折弯在Pro/E 里面处于贴合状态，即没有缝隙，直接导入ANSYS里面会提示错误，这时需要对模型在不影响整体特性及刚度的前提下进行适当的修正，这里就可以将贴合处改成具有一定微小的尺寸。 此外，模型中一些不必要的特征，比如倒圆角，非装配孔等，并没有起到提高刚度的作用，反而白白增加了ANSYS中的节点和单元数，是一种得不偿失的做法，在导入ANSYS之前就应及时予以剔除。 还有一种情况，就是一些主体特征无法确定其在被剔除后是否会对结构刚度造成比较大的影响，这时可以采取对初始模型及简化后的模型分别进行自由模态分析，在确保单元类型，材料属性，分网方式全部一致的情况下，对比最终的模态结果，按照以下的简化准则决定最佳的简化结果： 一、简化前后模型对应阶数的固有频率相差应在5%~10%以内，这里我们定义以8%为准； 二、简化前后模型对应阶数的振型应大体一致，即云图图层位置大致相同； 三、在保证以上两条的基础上，最大限度的去除模型主体特征。 以硬盘框的某一块金属板为例，进行详细的说明。 图1-2 某块金属板主体特征 从图1-2可以看到，在这块金属板上分别有冲孔网、钣金折弯、冲压槽主体特征，这些特征在分网过程中会占用掉比较多的节点，如果没有起到提高刚度的作用，去掉后可以节省ANSYS的计算时间，提高工作效率。
该物体为板件材料，在ANSYS里面应该使用shell单元为宜，但shell单元需要对物体进行重新抽壳，而模型简化对比试验只需要单元类型，材料属性，分网方式保持一致即可，所以选用ANSYS 13.0里面最常用的solid单元185，如图1-3。 图1-3 solid185单元 SOLID185 用于建立三维实体结构模型。该单元由八个节点定义，每个节点有三个自由度：节点坐标系的x、y、z方向的平动。本单元具有塑性、超弹性、应力刚化、蠕变、大变形和大应变等功能。该单元具有塑性、超弹、应力刚化、大变形以及大应变等功能。也可利用混合公式模拟几乎或完全不可压超弹材料的变形。 该板材料为某钢材，材料参数如表1-1： 表1-1 某钢材材料参数 分网方式统一采用整体网格大小为1的自由分网，分网结果如图1-4所示。
在移动手机里，天线直接影响了手机的可通讯能力，直接决定了手机的射接收性能，甚至 天线设计的好坏决定了该手机在市场的生存空间。在国外，品牌手机设计生产厂家普遍比较重视天线的前期研发与设计，他们多与参股与控股的形式培养一天线设计与生产研究所或专业电小天线设计公司，所以象三星，苹果等知名品牌总能在特定的环境下设计出性能优良的天线，把手机ID与一流功能完整的结合。 在国产手机中，目前只有为数不多的大公司比较重视天线的设计与制造，多数中小企业只是把天线视为普通的硬件，在空间上压缩再压缩，在性能上低劣又低劣，最终的结果是手 机的客户或终端消费者无法接受手机的“可通话”性能，导致项目的流产或重新设计，造成资源及人力的浪费及商机的流失，大大的降低了企业的综合竞争力。 专业的分析，天线性能的好坏大致由以下几个因素来影响： 空间 行业内有一絮语“多大的空间决定多少的性能”，足够的可实行空间对天线来说是必须的。关于天线的可设计空间，建议客户在方案设计前期多与天线设计工程师做深入的沟通， 了解天线的布置与潜在的问题点，以期位置的预留。天线工程师在设计过程中已经有相当 的设计经验，哪些布局对天线的设计是有利，哪些空间的对天线的性能有更大的提高，对新的方案定义是必须的。同时多参考几家天线设计公司的建议，更有利于天线空间的合理 性分配，来更完整的分配天线的空间。
关于天线的可利用空间，经常会遇到天线设计公司与手机整机商为了提高天线的性能争取天线的空间布局，只有绝少部分的设计公司会满足天线空间的基本要求，而绝大部分的设计公司会以手机完全、功能的名义尽可能的压缩天线的空间，后果是单款案件会频繁的更换天线设计公司，结果还是天线的性能达不到一定的要求、案目流产，怪恨天线设计公司的能力太差，等等。 我们都知道现在的手机天线都是偶极子天线发展演变而来的，天线不可能在无穷小的空间实现功能，天线一定需要一个相对开放宽阔的空间，可以这么的说，还没有一个人可以完成“手机天线零空间”这个课题。 EMI EMI(Electro Magnetic Interference) 在电子行业是一个普遍的问题，很多的问题点都是因为相关的处理没有很好的执行，或者深入的考虑。在手机天线由外置天线过度到内置天线的初期，很多的手机设计公司普遍遇到了手机的动态接收灵敏度的问题，可能设计的原理图与以前外置天线之PCB的原理图是一致的，但是内置天线遇到了与灵敏度的问题，因为什么? 当时一般的公司都认为是天线的问题，很少有人怀疑是自己设计的方案的问题。问题点是电路或其它的元器件对天线辐射的相互干扰，该干扰在手机动态接收过程中会影响手机的接受质量。 在误码率的参考下，导致动态灵敏度偏低。EMI的问题一般不会影响天线的辐射功率，同理不会影响天线的辐射效率，但是对天线的接收性能存在很大的隐患，因此做好电路的
把PROE文件导入ANSYS问题 经过几天的总结，终于把pro/e直接导入到ansys里面了 现总结如下，希望能对各位有所帮助 方法一：在Pro/E中建立好模型后（一般是part），从菜单File_save a copy中选择IGES类型存盘，这种格式是几乎所有CAD软件都可以识别的。注意文件最好存放在名字无空格的目录中，否则在Ansys 中不能识别！启动Ansys ，从菜单file_import_IGES ，选择刚才形成的文件就可以输入模型了。 在Ansys 中输入模型时，可能出现模型断裂的结果，可以对" defeature （毁容）、合并重合的关键点、产生实体、删除小面积"等选项进行改变，反复试验直到输入满意为止。 方法二：首先，安装Ansys 时，必须安装了ANSYS Connection For Pro/ENGINE ER模块（代号82）。在"开始_程序_ Ansys 5.6_ANS_ADMIN Utility"中，选择configura tion opti*****，选择configure connection for Pro/E，输入模块类型，图形类型、工作空间大小等，再输入Pro/E的安装路径，完成"连接"安装，此时将在Pro/E的相关文件夹中产生一个protk.dat 文件。运行Pro/E，窗口中可能出现一个不能连接的提示，不必理睬他！打开一个已建好的模型（可以不必输入材料特性），此时在Pro/E的菜单中（屏幕右边）最后一行会出现Ansys GEOM，单击它，直到自动调用并启动了Ansys ，此时再选取File _import_Pro /E，在文件名栏中输入正确的文件名，点OK即可完成输入。 应特别注意的问题是，被打开的*. prt 文件必须在Pro/E的工作目录中，或者Pro/E与An sys 有相同的工作目录，否则会出现找不到*. anf 文件的错误。 上述方法在Ansys57中似乎不能使用，会出现命令无效的错误。我估计是由于Ansys 的安装路径中包含的文件名有空格的的缘故！？ 另外，如果在Pro/E command栏中填入您系统的正确的命令如proe2000i2或proe2001，再点取OK则会重新传输模型后再导入，不知是何道理？ 方法三：首先，安装Ansys 时，必须安装了ANSYS Interactive For Pro/ENGINE ER模块（代号83） 在"开始_程序_ Ansys 5.7_ANS_ADMIN Utility"中，选择configuration opti*****，选择co
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)0110503 Pr i nc iple and M ak i ng of GS M M ob ile Phone Exposed An tenna BAN 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 and receiving 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 electric characteristic 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 1 Ke yw o rds :expo sed an tenna ;EGS M ;DCS 收稿日期:20040920 1 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 (880～960 M 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。 5 01《现代电子技术》2005年第1期总第192期 电子技术应用