干货!金属材质机身手机天线设计详细讲解

手机内置天线设计原理在手机制造商中，为什么大家公认NOKIA的手机信号好呢？为什么大家都认为MOTO的手机信号好且性能稳定呢？主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天线与RF方面的设计流程的理念与国内厂商不一样。

像MOTO公司所要主张的那样，手机设计首先要保证信号好，即RF性能好；其次要保证音频性能好，话都听不清打什么电话呢？所以，在他们的初期方案中就包含了与天线相关的基于外观、主板、结构等的总体环境设计。

由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体，提供给天线的预留空间及内部的RF环境十分合理，所以天线性能优越也在情理之中。

反观国内的手机设计，负责工程管理和主持工程设计的人员对天线的认识不足，同时受结构方案和外形至上的制约，到最后来“配”天线，对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部份时间，这与包含天线的整体方案设计有本质的区别，往往就导致留给天线的面积和体积不足，或在天线下面安置喇叭、摄像头、马达、FPC排线等元件，造成天线性能下降。

实际上，如果在方案预研和总体设计阶段，让RF与天线方面的技术人员有效参与进来，进行有效的RF和天线设计沟通和评估，ID、结构、RF设计兼顾天线和整体性能，那么设计出优质的手机产品有什么难的呢？一、内置天线对于手机整体设计的通用要求主板a. 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（六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面），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（主要是方便PCB布线的微带线阻抗的计算和仿真）。

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。

《面向金属材质外壳的5G移动终端天线的研究与设计》篇一一、引言随着5G通信技术的飞速发展，移动终端设备的天线设计变得愈发重要。

由于金属材质外壳的广泛使用，为5G移动终端天线的研发带来了新的挑战和机遇。

本文旨在研究与设计面向金属材质外壳的5G移动终端天线，以满足5G通信的高频、高速、大带宽等要求。

二、金属材质外壳对天线性能的影响金属材质外壳对天线的性能产生较大影响，主要体现在以下几个方面：1. 金属材质的导电性能良好，对电磁波的屏蔽作用较强，容易导致天线辐射效率降低。

2. 金属外壳的厚度、形状、尺寸等因素都会对天线的阻抗、方向性、增益等性能产生影响。

3. 金属外壳与天线之间的耦合效应，可能导致天线辐射模式发生变化，影响通信质量。

三、5G移动终端天线设计要求针对5G通信的高频、高速、大带宽等特点，5G移动终端天线设计需满足以下要求：1. 高频段覆盖：支持多个5G频段，满足不同通信需求。

2. 高辐射效率：在金属材质外壳的屏蔽下，保持较高的天线辐射效率。

3. 小型化设计：在有限的空间内实现天线的高性能。

4. 良好的耦合性能：确保天线与金属外壳之间的耦合效应不会对通信质量产生负面影响。

四、面向金属材质外壳的5G移动终端天线设计针对上述设计要求，本文提出以下设计方案：1. 采用新型材料和结构：选用具有良好介电性能的材料作为天线的基板，同时采用弯曲、折叠等结构形式，以适应有限的空间。

2. 优化阻抗匹配：通过调整天线的尺寸、形状和位置，优化天线的阻抗匹配，提高天线的辐射效率。

3. 引入去耦技术：在天线与金属外壳之间引入去耦技术，减小两者之间的耦合效应，保证通信质量。

4. 仿真与实验验证：利用仿真软件对天线进行仿真分析，同时通过实际实验验证天线的性能指标。

五、实验结果与分析通过实际实验，我们对所设计的5G移动终端天线进行了性能测试。

实验结果表明，该天线在多个5G频段内具有较高的辐射效率、增益和方向性。

同时，通过引入去耦技术，有效减小了天线与金属外壳之间的耦合效应，保证了通信质量。

《面向金属材质外壳的5G移动终端天线的研究与设计》篇一一、引言随着5G技术的快速发展，移动终端设备的需求日益增长。

其中，天线作为移动终端设备的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到设备的通信质量和用户体验。

然而，金属材质外壳的移动终端设备在天线设计上存在诸多挑战，如金属材质对电磁波的屏蔽效应、天线与金属外壳的整合问题等。

因此，本文旨在研究并设计一款适用于金属材质外壳的5G移动终端天线，以提高其通信性能和用户体验。

二、金属材质外壳对天线的影响金属材质外壳具有优异的导电性和良好的机械强度，被广泛应用于移动终端设备中。

然而，金属材质对外界电磁波具有一定的屏蔽效应，这给天线设计带来了不小的挑战。

具体而言，金属外壳会阻挡电磁波的传播路径，导致信号衰减、通信质量下降等问题。

此外，金属外壳与天线的整合问题也是设计过程中的一大难点。

三、天线设计的研究针对金属材质外壳对天线的影响，本文提出了一种新型的天线设计方案。

该方案主要包括以下几个方面：1. 选用合适的天线类型和结构根据5G通信的技术要求和金属外壳的特性，选用合适的天线类型和结构是关键。

本文采用了一种具有高辐射效率、低剖面、小型化的天线结构，以适应金属材质外壳的特殊需求。

2. 优化天线布局和尺寸在天线布局和尺寸的优化方面，本文采用了仿真分析和实验验证相结合的方法。

通过建立精确的电磁仿真模型，对天线的布局和尺寸进行优化，以实现更好的性能表现。

3. 考虑金属外壳的屏蔽效应针对金属外壳对电磁波的屏蔽效应，本文在天线设计中采用了屏蔽罩、导流槽等措施，以减小金属外壳对天线性能的影响。

同时，通过合理布局天线与金属外壳的距离和位置关系，实现天线的有效辐射和接收。

四、设计实施与测试根据上述研究方案，本文设计了一款面向金属材质外壳的5G 移动终端天线。

在实施过程中，采用了先进的电磁仿真软件和实验设备，对天线的性能进行测试和分析。

具体而言，我们通过建立精确的电磁仿真模型，对天线的方向性、增益、效率等性能指标进行预测和优化。

从iPhone5以全镁铝合金开启金属风潮之后，众多手机生产商开场了不同程度的采用铝合金外观件。

从市场反响来看，全金属手机销量一直在上升，这类铝合金件与塑胶粘接一般采用两种工艺，其一是嵌套注塑，其二是纳米注〔NMT〕本文讲述的是在这两类铝合金塑胶上制作LDS工艺天线的技术，一直以来这类含铝合金的塑胶上是无法制作LDS天线，因为铝合金会在LDS工艺的药水中被腐蚀。

下面我们详细的讲述整个铝合金机身到LDS工艺制作天线的过程。

乐视推出的手机乐Ma*采用全金属手机，每一个金属机身在生产流水线中超过100分钟。

让我们揭秘它从一块重达357g的铝材，到最终37.5g的成品外壳，历经的16道精湛工艺。

1.铝挤第一步将柱形铝材进展切割并挤压，这个过程被称之为铝挤，会让铝材挤压之后成为10mm 的铝板方便加工，同时更加致密、坚硬。

2.DDG使用C机床〔高速钻攻中心〕，经过DDG环节将铝板精准地铣成152.2×86.1×10mm的规整三维体积，以方便之后的C精加工。

3.粗铣腔为方便C加工，使用墙夹具夹住金属机身。

粗铣腔，把腔、以及与夹具结合的定位柱加工好，这对之后的加工环节至关重要。

4.铣天线槽对于全金属手机而言，最难解决的就是信号问题，当年iPhone 4刚上市时也遇到金属边框造成的信号差问题。

同样金属铝也可以屏蔽(削弱)手机射频信号，所以必须经过开槽的方法，让信号可以有出入的路径。

所以，铣天线槽是最重要、最难的一步，天线槽必须铣得均匀，并且保持必要的点以保证金属壳的强度和整体感。

5.T处理经过铣天线槽之后，就要使用“T处理〞把铝材处理成可以与工程塑料相结合的外表。

需要将金属机身置于特殊的T液等化学药剂中，使铝材外表形成纳米级(1纳米=10的-9次方米)孔洞，为下一步的纳米注塑做准备。

6.NMT纳米注塑“注塑〞环节因为有了之前T处理过的金属机身，从而可以让NMT纳米注塑工艺得以实现。

NMT纳米注塑是将高温高压状态下的特殊塑料挤入经过T处理的金属材料上，让塑料与金属表层的纳米级细小孔洞严密结合，从而到达紧固天线的目的。

正文金属材质机身手机天线设计(2015-3-1 17:14)标签：金属机身手机天线设计 4G 立体电路苹果金属材质机身手机天线设计有限的手机空间，需要容纳更多的天线。

4G起来后，运营商要求5模十频，新机需要兼容3G、2G，且MIMO需要两幅天线，这使得手机中天线种类更多了，电磁环境恶化，尤其是手机外观金属件面积增大后，天线工程师、结构工程师如何调试出符合入网要求的智能手机，遇到了空前的挑战。

本文梳理了最近这类技术和工艺，供设计者参考：目前，手机中频段划分为LTE (700 MHz), GSM (850MHz/1.9GHz), Wi-Fi (2.4 GHz), Bluetooth (2.4 GHz), GPS (1.575 GHz)、FM88-108Mhz2.5 –2.7 GHz band support for FDD LTE3.4 –3.8 GHz band support for TDD LTE总之，从700 MHz to 3.8 GHz是4G手机的工作频段二、手机外观的金属化优劣1、外观美，手感好！苹果、华为、小米、VIVO都采用类似的金属外框架和底部金属材质工艺，金属材质有光泽、手感好满足了用户对审美要求。

2、全金属化机身，导致手机射频指标难保障。

无论制造商如何解释，这类产品的信号总不如塑胶、玻璃材质的手机，因为，这类手机的边框充当了天线，天线手握和收不握时，收发信号有差异，天线辐射效率见下图：手握时候，效率由45%下降到15%左右。

于是，一些手机采用头尾部是塑胶的结构，中间是金属工艺来规避手握天线的缺陷。

三、金属化机身的天线设计方法Design Methodology1、金属外框架分段根据频段，把手机外框一般划分为三段，采用模内注塑工艺成为一个整体2、合理布局GPS天线放置在周边角落FM频段采用内置磁性天线新一代的FM内置天线是贴片焊接的（微航磁电提供）3、天线分频段滤波、匹配再合成从外框架取出的信号，需要分段滤波和匹配，再合成一路送入射频芯片4、采用立体电路制造工艺立体电路一般采用LDS工艺来实现，3D构型的天线制造在塑胶支架上：四、手机天线未来发展动向1、3D打印LDS部件加快设计进展先3D打印成型，再在其上制造LDS天线，可以大大缩短天线设计验证的周期2、宽带天线加可调谐元器件技术应用，缩小天线的体积和实现天线器件的标准化可调谐的射频天线技术是未来手机天线唯一进化方向，天线最终成为一个类似电阻电容一样标准的器件出现。

金属边框天线设计方法以及思路目前市面上主流的智能机都是采用金属边框的工艺，而金属边框的机器对于天线调试难度很大。

金属边框天线设计主要是利用金属边框做为天线的一部分进行辐射，这种方式一般只有以下几种天线形式：IFA、Monopole、Loop。

下面就为大家介绍几种典型的金属边框的设计方法以及设计思路。

1.此种断开方式是最为常见的一种方式，但是在模具上会存在两种，一种是模内注塑，另一种就是不采用模内注塑，靠拆结构件组成。

根据前面介绍,此种断开，主天线部分可以有两种方式选择：1.IFA. 2.Monopole1.1 IFA:采用IFA方式设计,就需要利用地馈点的位置以及天线走线来控制天线的长短，阻抗等等。

一般前期设计我们需要预留多几个接地馈点，以便在实际调试时改变地点。

此种典型的IFA设计的利与弊：a)利:采用此种形式设计,好处在于,天线容易控制,调试起来比较容易,不需要加特别多的匹配来调谐阻抗.并且天线不会很敏感,不会因为喷涂工艺的厚薄使天线偏差太大.b)弊:此种方式设计存在最大的弊端是,结构方面.此种设计,至少需要2个位置与金属框接触.对于紧凑的空间,此种方式对结构设计是一种考验.1.2.Monopole采用Monopole方式设计,只需要利用一个接入点,主要靠调试天线匹配来调谐天线的频率点.此种Monopole方式设计的利与弊:a)利:采用此种形式设计,好处在于,结构简单,只需要考虑一个接入点.b)弊:此种方式设计存在最大的弊端是,天线性能.此种设计,需预留至少M型匹配电路,更有可能需要改为双π型匹配电路,对天线公司调试匹配的要求比较高.由于天线阻抗完全靠匹配来控制,所以存在损耗.1.3 此种断开方式的分集以及三合一天线的处理方式:1.3.1三合一天线:一般考虑到用户体验,都会利用中间那一段做为三合一天线部分.1)Monopole方式:此种方式结构最为简单,只需要考虑到单点的接触即可.2) IFA 方式:此种方式需要增加一个接地馈点,但是接地馈点的位置很重要.1.3.2 分集天线:既然环境最好的一部分金属框已经让给三合一天线,那么剩下的只有两边的金属框能利用.分集天线也有几种形式:1)IFA:此种方式的难点在于如何找到接入点位置,接入点太远,会导致谐振偏短,接入点太近又可能导致谐振偏长.1.3.3Loop:此种方式的难点在于结构上是否有空间用来做天线面积,因为上端的主板结构都很紧凑.2.此种断开方式类似I Phone,但开缝处位于手指边,所以实际使用效果可能会大打折扣.此种断开,主天线部分可以有三种方式选择:1. IFA.2.Monopole3.Loop2.1.IFA:同样,由于ID固定了,那么金属框的长度也是固定的.按照波长计算公式来算,此种方式天线谐振绝对会偏长.那么,我们就需要利用地馈点的位置以及天线走线来控制天线的长短,阻抗等等.此种设计前期必须要掌握的设计要点:1.信号点的接入位置:信号点的接入位置直接关系到高频部分的性能,包括4G.所以前期建议预留多几个接入位置.2.地点的接入位置地点的接入位置直接关系到低频部分的性能.在前期设计时注意预留接地位置.2.2.Monopole采用Monopole方式设计,只需要利用一个接入点,主要靠调试天线匹配来调谐天线的频率点.2.3.Loop采用Loop方式设计,也只需要利用一个接入点,需要靠调试天线走线和匹配来同时调谐天线的频率点.三种设计思路的比较:此种断开方式的分集以及三合一天线的处理方式:此种断开导致三合一天线与分集天线需共用上方一段.那么只有一段金属框,两个天线该如何才能共用呢?下面介绍两种方法供大家参考:a) 分集和三合一均采用IFA形式.b) 三合一采用IFA形式,分集采用Loop形式(也可调换).总结:金属边框的天线设计原理很简单,但是要得到一个相对较稳定并且较好的性能就会比较困难.金属边框的天线设计是一个长期的过程,需要工程师有相对丰富的经验与理论知识.从前期评估,到中期调试,再到后期量产,每一个环节都需要重点把控.后面会和大家分享经典的类似Iphone6天线的设计思路,类似华为Mate7天线的设计思路以及类似索尼Z1无缝边框天线的设计思路;敬请期待.作者：一加一无线朱达斌。

《面向金属材质外壳的5G移动终端天线的研究与设计》篇一一、引言随着5G技术的快速发展，移动终端设备的需求日益增长。

其中，天线作为移动终端设备的重要组成部分，其性能的优劣直接影响到设备的通信质量和用户体验。

特别是在金属材质外壳的5G移动终端中，天线的设计与研究显得尤为重要。

本文旨在探讨面向金属材质外壳的5G移动终端天线的研究与设计，为相关研究提供参考。

二、金属材质外壳对天线的影响金属材质外壳的移动终端设备因其良好的电磁屏蔽性能和美观的外观，被广泛应用于各类电子产品中。

然而，金属材质对天线的影响也不容忽视。

金属外壳会阻挡电磁波的传播，影响天线的辐射效率，进而影响通信质量。

因此，在金属材质外壳的5G 移动终端中，天线的设计需要充分考虑金属外壳的影响。

三、5G移动终端天线的研究与设计1. 天线类型选择针对金属材质外壳的5G移动终端，应选择具有较高辐射效率、较小尺寸和较低成本的天线类型。

目前，常见的天线类型包括PIFA（平面倒F天线）、Monopole（单极天线）和Loop（环路天线）等。

其中，PIFA天线因其结构简单、易于集成和较高的辐射效率而被广泛应用于金属材质外壳的移动终端中。

2. 天线布局设计在金属材质外壳的5G移动终端中，天线的布局设计是关键。

设计师需要充分考虑金属外壳的形状、尺寸、厚度以及内部电子元件的布局等因素，合理布局天线，以实现最佳的辐射效率和通信质量。

此外，还需要考虑天线的极化方式、频段覆盖范围以及多天线技术等因素，以满足不同场景下的通信需求。

3. 材料与工艺选择在面向金属材质外壳的5G移动终端天线的设计中，材料与工艺的选择同样重要。

应选择具有较高导电性能、较低损耗和良好加工性能的材料。

同时，还需要考虑天线的制造工艺，如印刷、蚀刻、激光切割等，以确保天线的制造质量和生产效率。

四、实验与测试为了验证设计的有效性，需要进行实验与测试。

首先，通过仿真软件对天线进行建模和仿真，预测天线的性能参数。