手机内置式天线

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。

利用内置天线实现手机FM收发器FM这种方法与传统的无源解决方案相比具有几点优势。

其中一个是有效消除了对天线阻抗为50欧的要求。

这是非常重要的调频频率，此处可以达到大约1米的辐射阻抗。

而固有的辐射放大器阻抗前置放大器的增益抑制了FM接收器大约6dB的噪声。

这相当于采用具有6dB高增益的无源天线。

由于限制了标准接收器自动增益这种有源天线确有弊端，但可以应付。

具体来说，就是设计与特性更为复杂，并且前置放大器耗费功率与PCB面积。

此外，有源器件必须受到保护来避免ESD，而且不会使灵敏度下降。

最重要的是，必须在没有有源天线的特性有益于有源天线的主要指标是由总输出噪声温度G/T(简称为G比T)归一化的总增益(天线+放大器)。

目前，如果提高放大器增益，输出噪声将增加,在G/T方面没有任何改善。

例如，G/T无损，完全匹配短偶极子或环路天线在室内温度下为-22.8 dB/K(具有1.8dBi的方向性，1.8dBi- 10log(290K))。

此处提出的G/T退化与完全匹配无损短偶极子天线有关的概念是与噪声指数(NF)的概念类似，因为在两个不同的节点对SNR进行了比较，但是在290 K噪声温度下在输入(如定义为NF的度量)并未要求匹配的源。

通常，由于大部分电学小型天线具有1.8dBi的方向性，增益G被认为是在各个角度上的“平均增益”，其与标准天线效率一致(所以，最大是0dB或100%)。

在本文整篇文章中，增益是与效率同义的，因此，并未包含方向性。

例如，G/T下降10dB，系统性能等价于无源天线-10dB效率(如果所有天线都被连接到无噪声接收器)。

除天线特性外，实际应用中G/T的退化值是受两个外部因素影响的：会增加输出噪声的周围噪声温度Ta，以及会增加天线输出噪声Tout(并因此减小G/T)的接收器噪声指数NFre。

已经表明由于人造RF噪声，Ta的值在FM频率下远高于室温T0(例如290 K 或-174 dBm/Hz)。

手机内置天线面临的挑战问题分析用户都希望手机使用的是内置天线。

但是，这并不像想象的那么简单。

对于每一位手机用户而言，在通话的时候，突然中断总是令人生气，而且，如果接收效果不好，用户会感到不快。

对于手机的射频性能来讲，天线的性能极为重要。

网络运营商经常测量手机的发射和接收性能。

如果性能达不到标准，这样的手机根本就卖不出去，因为，他们在网上的表现太差。

性能差的天线还会影响功耗，缩短电池的使用寿命。

效率较低的天线在基站上所产生的功率较低，闭环功率控制系统需要对它进行补偿。

基站就会要求手机发射更大的功率。

这就是说，在通话时，天线会影响手机的功耗。

手机的款式，用起来是否舒适和安全，也是很重要的。

如果有得选择的话，用户会选择集成了内置天线的手机，因为，把这样的手机放在口袋里，会比使用外置天线的手机更舒适，而且，机壳的款式也可以设计得更吸引人。

从机械方面讲，内置天线更结实、更可靠。

然而，手机的一些新功能，比如，照相功能，会使手机在电气方面变得更加复杂，而且，在加入新功能之后，留给天线的空间就更少。

所有手机设计师将要面对的难题是：如何迎合消费者的需要，把内置天线纳入时尚的手机中。

有一个重要的问题，手机设计师必须首先问一问自己：能不能把性能合格的内置天线纳入自己设计的手机中去？在大多数情况下，只要有合适的地方放天线的话，那么，答案是肯定的。

特别需要指出的是，一定要给天线腾出合理的空间，手机设计师一定要愿意与天线设计师合作，解决所有可能出现的问题。

由于天线是在手机的里面，往往就会出现天线与其它器件之间相互干扰和交叉耦合的问题。

在手机中使用内置天线所遇到的困难比使用外置天线要多得多。

但是，如果方法正确，那么，在手机中使用内置天线，做起来既快效率又高。

对手机设计师而言，把内置天线用到手机上，需要解决三个主要的问题：第一、天线所要放置的位置；第二、天线可以使用的空间；第三、如何安排在手机内的其它元器件，避免带来问题。

用户都希望手机使用的是内置天线。

手机天线主要可以分为PIFA 天线，单极天线，现在随着调试难度的增加，新添了一种IFA 天线。

PIFA 天线PIFA 天线对天线高度和面积有相当的要求一般双频高度要求在5mm 以上，面积满足400平方mm四频天线建议高度在7以上，面积满足500平方 mm虽然PIFA 要求天线空间较大，但是PIFA 天线与别种天线相比有自己有优点1， 天线稳定性好，天线面积高度控制得当，不会因为小的差异导致手机性能变化2，天线抗干扰能力强，天线附近允许存在一定的金属器件，手机外壳允许存在金属装饰（金属环）3， SAR 值测试相对好过（国内水货机测试较少）单极天线单极天线出现于PIFA 天线之后，在手机外壳越来越小的市场前提下应之而出的一个产物 单极天线又称MONOPOLE 天线，对天线自身的空间要求与PIFA 天线相比要求降低很多，主要是要看主板设计时所留净空位置（PCB 边缘至镂空边缘距离或镂空到天线的距离），一般来说双频天线要求天线净空大于4mm ，面积大于260平方mm四频则相对更高，要求天线净空大于6mm,面积大于300平方mm与PIFA 天线相比1， 单极天线更加适应目前日趋小薄得手机ID 设计，较小的空间设计出满足性能要求的手机天线。

2， 单极天线受周边金属器件和金属装饰影响较大，要求天线附近不得存在大金属器件，如SPK,CAMRE,马达，TV 拉杆等，且前壳金属环对天线影响很大。

天线主要所在面（尽可能高）IFA 天线IFA 天线可以看做MONOPOLE 天线的衍生，一般是在一高度和面积很难满足PIFA 天线要求，且天线周边净空不是很好的情况下，根据具体情况调试得出。

与PIFA 天线相比，IFA 天线一般多是作在支架斜面和侧面（PIFA 天线一般做于支架平面） 与单极天线相比，IFA 天线采用双腿（一馈电点，一地点），采用的面积与走法大致相同。

天线主要所在面要求尽可能远离金属。

专利名称：用于手机的内置式双频天线的连接方法专利类型：发明专利
发明人：周杰,张予,何代水
申请号：CN200510024444.X
申请日：20050317
公开号：CN1835280A
公开日：
20060920
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种用于手机的内置式双频天线的连接方法，将天线输入/输出端和短路端从天线本体向下延伸至原高度一半时，折成直角，同时天线本体的支架亦向下延伸形成天线支架延伸体，使天线本体和支架延伸体成为一体紧密附着于天线支架，另外将弹性柱体的高度降为原有高度的一半，焊接在电路板上，并使弹性柱体分别对应与天线输入/输出端和短路端相接触。

本发明可以改善现有连接方式带来的生产、组装不一致性问题，有益于天线固定于手机中，不发生可能的弹性形变带来的性能恶化。

申请人：英华达(上海)电子有限公司
地址：200233 上海市徐汇区桂箐路7号
国籍：CN
代理机构：上海浦一知识产权代理有限公司
代理人：丁纪铁
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