手机内置天线设计

手机内置天线分类1. PIFA皮法天线a.天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。

天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。

天线的位置在手机顶部。

PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。

适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。

b.主板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，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。

它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm 之间。

2. PIFA天线的几种结构方式a.支架式天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。

金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。

塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。

也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。

b.贴附式直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。

固定方式一般用热熔结构。

也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。

FPC也如此。

3. MONOPOLE（MLK）单极天线a.天线结构辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。

天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。

天线的位置在手机顶部或底部。

MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。

缺点是SAR稍高。

不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。

b.主板天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。

由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现。

c.天线的馈源位置馈电点的位置与PIFA方式有区别。

一般建议设计在天线的四个角上。

4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式a.与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。

手机nfc天线设计原理
手机NFC（Near Field Communication，近距离无线通信）天
线设计的原理是基于电磁场感应的物理原理。

NFC天线是一
种被动元件，承载着手机与其他设备进行通信的功能。

NFC天线一般采用线圈形状的设计，由导线材料制成。

线圈
的形状和尺寸是根据手机外壳的尺寸和材质进行设计的，以确保天线在手机内部空间中的布置。

线圈中的导线通过电流激励，产生一个特定频率的交变电磁场。

当手机与其他支持NFC技术的设备（如另一部手机、NFC标
签等）进行通信时，NFC天线接收到电磁场能量的信号。

这
个能量激励了天线中的导线，产生一个感应电流，从而实现信息的传输。

NFC通信是一种近距离的通信方式，其有效范围一般在几厘
米或更小的距离之内。

这种设计原理使得NFC技术可以被广
泛应用于手机支付、门禁系统、数据传输等领域。

为了提高NFC的性能和稳定性，设计人员需要在电路中加入
合适的驱动电路和匹配网络，以保证天线的输入和输出阻抗匹配，并解决信号衰减和噪声问题。

此外，天线的位置和手机内部的其他组件（如电池、摄像头等）之间的相互干扰也需要被考虑到。

总的来说，手机NFC天线的设计原理是基于电磁场感应技术，
通过导线产生特定频率的交变电磁场，以实现手机与其他设备的近距离无线通信。

手机中内置有源天线，增强小型低噪声放大器FM收音机模块已经成为很多时下手机及带耳机设备的标配，它们基本都是用耳机线作为FM的天线。

因为耳机线作为天线的接收裕量不大，不太方便并且在用耳机线时蓝牙耳机就不能用了，所以耳机线作为收音机天线并不是一个非常理想的方案。

相对于用耳机线作天线，另外一种方案就是把一个无源天线集成到手机内部。

但是由于FM频段的波长在一米量级，而且手机设备要求的小尺寸大大的限制了这种内置天线的电尺寸，从而减小了天线的增益，导致FM接收机接收灵敏度的大幅度降低。

但是，利用所谓的有源天线技术可以大大提高FM接收机的灵敏度。

有源天线技术是指用一个合适的低噪声放大器直接连接FM的内置天线。

所谓的有源天线模块包含一个单独的特定制作的无源结构,它直接与相应的放大器电路相连. 这种技术在新移动设备应用中快速赢得了认可. 高增益, 小封装及高抗静电能力的低噪声放大器是有源天线设计的重要因素. 英飞凌科技的新一代BGB719N7ESD 可以满足这种有源天线的所有要求.图1：BGB719N7ESD相较于前几代的产品(BGB707L7)所需外围器件更少，从而更节省PCB板的空间内置天线的设计挑战在提供上述几个优点的同时, 在设计有源天线时也会遇到一些挑战. 当把天线集成到手机内部时会出现两个问题. 一是,电小尺寸及位置比较低的天线具有高的输入电抗,低的输入阻抗及低的辐射效率,使得很难得到其与其他电路的良好匹配. 第二个问题涉及到手机内部与FM天线位置靠近的其他天线的发射信号的隔离. 这影响到与大多数辐射都有关系的手机底盘中的射频电流. 其他的与手机底盘相连的天线或者类似用底盘作为主要辐射子的天线,都将遭受严重的信号泄露.电小尺寸的内置天线将会严重的降低天线增益,从而导致比用耳机作为外置天线的低的接收灵敏度. 为了补偿接收灵敏度, 必须使用有源天线技术. 除了低噪声放大器这个主要的。

一篇手机天线设计的经典文章一篇手机天线设计的经典文章第二类天线天线天线,例如,倒置F 型平面天线天线天线(PIFA,它装在地线上面。

由于这种天线天线使用印刷电路板上面的空间,因而,这类天线天线天线用得最普遍。

混合绝缘体天线天线天线就是把绝缘体天线天线天线和PIFA 结合在一起,它和PIFA 一样,装在接地面的上方时,能够工作(图1。

天线天线的位置电讯产业多年来在长条型手机手机手机上的经验告诉我们:最好还是把天线天线天线安装在手机手机手机的顶部。

这么做的原因是:如果你的手把天线天线天线挡住时,你发会现手机手机手机的性能会迅速下降,而如果天线天线天线装在手机手机手机的顶部,那它几乎就不会被挡住了。

如今,情况已经发生了变化,我们需要用新的思路去设计设计设计新手机手机手机的外型。

通常情况下:现在只有两种类型的手机手机手机——长条型手机手机手机和翻盖型手机手机手机,或者折叠型手机手机手机。

最近,又出现了新型的手机手机手机,比如,滑盖型手机手机手机和旋转型手机手机手机。

旋转型手机手机手机的两个部分可以围绕着一个轴转动。

所有这种由两个部分组成的手机手机手机使问题变得更复杂了:他们都必须在打开和合上两种状态下工作,而这种问题不会出现在长条型手机手机手机上。

从电气的角度讲,这两种状态是不一样的,这就是说,在这两种状态下,手机手机手机的性能都必须符合要求。

天线天线设计设计设计师一直非常关注天线天线天线周围的元器件。

现在的手机手机手机都做很紧凑,因此,像电池和照相机部分常常紧挨着天线天线天线。

相邻的元器件一般在很大程度上是决定产品性能的关键。

对于不同的手机手机手机,它们的影响是不一样的,但是,都会严重地降低天线天线天线的性能。

结果是,在开发过程的后期,设计设计设计师不得不对部分手机手机手机的零部件重新进行设设计。

天线天线会在任何紧挨着天线天线天线的导体里感应电流。

手机手机里的导体分为两种。

第一种是印刷电路板总成,它包括了印刷电路板和它的屏蔽。

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，负责项目管理和主持项目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。

手机中内置FM频段天线设计指南（第一部分，器件篇）前言目前MTK和博通等芯片方案公司推出了集FM收发、蓝牙、WiFi、GPS于一体的手机周边芯片，FM收发（含数据传输）成为手机中标配。

然而，FM频段频率低，波长长，要做到内置并小巧，需要牺牲一些指标，问题是牺牲多少能被接受？传统拉杆金属天线，是通过伸缩金属杆子来改变频率，其实也是窄带天线，其增益高是因为在空间接收面积大。

内置FM天线要基本满足要求，需要保障核心的指标：带宽，其次才是增益。

缩小体积的代价是首先牺牲带宽是不行的。

手机中选择适合的FM天线遵循如下流程：第一：天线选型目前可以选用的有陶瓷LTCC工艺天线、电路板（FPC）天线、塑胶片绕线天线、磁性绕线天线、铁氧体天线。

各类天线比较如下：项目微航天线陶瓷天线 PCB天线有源天线绕线天线空心线圈带宽宽较宽窄较宽窄窄方向性好差差较好差差频率漂移小大大较小大大整体效果较好差差一般差差手握影响小小大小大大可调参数有，多无有，复杂有有有组装难度容易小容易小大大半硬质合金引脚有无无无无无性价比高低低低一般一般FM双向收发可以可以可以不可以可以可以陶瓷工艺天线最先用于手机中，其制造工艺决定了必须是一个标准的器件，所有参数都锁定了，没有可以调节的点，然而终端输入阻抗不是纯的50欧姆，阻抗不一定很好匹配，需要改变主板的阻抗线或者匹配电路来适应。

这成为了一缺陷，因为手机主板更改不是很方便，改变一次往往不够。

匹配电路本身也存在损耗，这类天线另一个缺陷是增益低，其结构是微波陶瓷层层叠压、印刷导电材料组成，其电磁损耗大，其回损指标难达到要求。

后来一些方案公司，把陶瓷天线贴合在PCB上，用PCB走线来弥补缺陷，调整PCB走线来调整阻抗。

实乃画蛇添足。

因为成本高了。

韩国推出的铁氧体天线，也是这么做的。

不是市场主流。

PCB画的FM天线，其谐振频率可以到FM频段内一个点频，但是其本质还是一个窄带天线，带宽太窄，很多频段接收不到。

手机内置天线设计的通用规则1.通用设计要求手机天线性能与外形大小有密切关系。

通常会使用以物理长度的频率波长制定的规格化电气性长度，一般是将电气性长度为低于1/2波长以下的天线定义为小型天线(以下简称为小型天线)。

小型天线，它的缺点是低效率、窄频宽，为了确保天线的性能，因此天线小型化有一定的极限。

所幸的是天线使用的元件大多是可以创造空间的导体，若与波长比较的话，只要导体具备一定大小，基本上就可以当作小天线使用。

目前手机使用频率大多介于800MHz～2GHz之间，波长相当于150～350mm左右，因此100～200mm的终端尺寸对小型天线非常有利，也就是说只要巧妙应用移动终端的机壳，就可以获得小型、高性能的天线功能。

2.天线选型原则从手机整个性能的角度来考虑，天线设计在尽可能早的参与到设计过程中，因为这可确保所有的电气元件都放在可能的最佳位置上，以最大限度地优化设备的性能。

这意味着设备制造商必须重新估计设备中天线的作用，并在考虑了其它关键元件和成本的前提下明确地得出一个最优的尺寸与性能之比。

手机天线选型规则:有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR皮法 600 7 有地 2 大 很好 低单极 350 4 无地 1 小 好 稍高折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机皮法 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用单极 不适用 不适用 不适用 适用 适用定制 适用以前天线作为一个电结构元件，长期以来一直是在开发过程硬塞进去的一个元件。

不过，为了避免被看作是“事后诸葛亮”，今天天线正逐步呈现出在设计过程中的中心作用。

随着体积尺寸继续变得越来越小，以及越来越多的连接标准需要在同一个设备中实现，天线制造商承担的在一个引人注目的设备上满足这些挑战的压力将是非常巨大的。

3. 对结构设计的要求3.1 使用尽可能大的空间：对天线性能来说，尺寸越大越好。

GSM(900/1800/1900)三频天线推荐的尺寸是20×40×8mm（PIFA，PCB单侧），或14×40×4mm（Monopole，PCB 双侧）。