手機內置天線的設計原理?為什么手機制造商普遍接受諾基亞手機的良好接收?為什么人們認為摩托羅拉手機具有良好的信號和穩定的性能?主要原因是像諾基亞、MOTO這樣的大公司對于天線和射頻設計流程與國內廠商有著不同的看法。正如摩托羅拉堅持的那樣,手機設計首先應該確保好的信號,即RF性能。第二件事是確保音頻是好的,你聽不到你在說什么。因此,他們最初的計劃包括基于外觀、主板、結構等與天線相關的總體環境設計。由于外觀、主板、結構和天線作為一個整體,為天線和內部RF環境提供的預留空間是合理,因此天線性能優良也是合理的。
相比之下,國內手機設計、負責項目管理的人員缺乏對天線項目設計的認識,對結構方案及形狀的限制也是最高的,同時,最終要進行“匹配”天線的調試。匹配占據了天線設計整個過程的大部分時間,這與包括天線在內的整個設計具有本質的區別,往往導致天線的面積和體積不夠,或放置在天線喇叭、攝像機、電機、FPC線等部件之下。引起天線性能惡化的因素。事實上,在預開發和總體設計階段,如果RF和天線技術人員有效地參與有效RF和天線設計的通信和評估,并且ID、結構和RF設計考慮天線和總體性能,那么di是什么?高品質手機產品的設計?
手機內置天線的設計原理——內置天線手機綜合設計的一般要求
主板
A.在連接射頻布線時,注意使用45度角布線或在彎曲處進行電弧處理,并對布線進行接地分離和特性阻抗仿真。同時對RF信號進行合理的設計,尋找線性參考接地面的RF信號(6層板做大部分電流在第三層完整的參考面),并確保RF信號走回流最短路徑,以及RF信號和相應的層。ER之間沒有其他線路影響它(主要是方便PCB布線的微帶線阻抗的計算和仿真)。PCB板和地板邊緣要碰到“墻”。天線饋線微帶線源自射頻模塊,應設計在頂部表面,而不是在PCB的中間層,以防止不可控的路由阻抗,減少損耗。參考層應該是一個完整的參考表面。并且屏蔽盒在與屏蔽盒相交處作凹槽避免設計,以防短路和旁路耦合。天線RF饋線焊接板應采用矩形圓板,通常尺寸為3×4mm。在焊接面板面積0.8mm以上的情況下,PCB的所有層均不含銅。在雙饋電點,RF與地墊之間的中心距離應在4~5mm之間。
B.避免在布板的RF模塊附近放置一些分散的非屏蔽元件。屏蔽箱應盡可能整潔,冷卻孔少。最忌諱長形孔溝。金屬部件,如喇叭、電機、照相機基板等應盡可能接地。對于折疊式滑蓋機來說,需要避免長FPC(時鐘信號及其倍頻在頻帶內容易產生寄生干擾),最好在兩側加接地屏蔽層。
C.常見問題
發射接收靈敏度已滿足要求(或非常優異),但整機接收靈敏度較差,尤其是PIFA天線,輻射器的面積和形狀對輻射接收靈敏度仍有一定的影響,可提高接收靈敏度。E天線方面。
整機產生虛假問題的原因是,天線的空間輻射被主板的金屬元件(包括殼體上天線附近的金屬部件飾物)耦合和吸收,并產生一定數量的二次輻射。頻率與金屬部件的尺寸有關。因此,需要這樣的元件的良好接地以消除或減少次級輻射。整個機器的寄生問題也與天線和射頻模塊之間的諧振匹配電路有關。如果諧振匹配電路的穩定性不好,很容易引起高次諧波干擾。
手機內置天線的設計原理——住宅設計
由于其對附近介質的敏感性,外殼的設計與天線性能密切相關。外殼的涂層材料不應含有金屬成分。不要在天線附近的外殼上設計任何金屬裝飾或電鍍。如有必要,應采用非金屬工藝。外殼內側的導電噴涂應在天線20mm處停止。對于純金屬的電池蓋,其距離天線應大于20mm。如果使用單極天線,面板禁止金屬外殼和環形金屬裝飾。電池(包括電連接座)與天線之間的距離應大于5mm。
手機內置天線的設計原理——手機內部天線的分類
1、PIFA PIFA天線
天線結構:
輻射體面積為550-600平方毫米,PCB主板頂面距離(高度)為6~7mm。天線和主板有兩個饋電點,一個是天線模塊輸出,另一個是射頻接地。天線的位置在電話的頂部。如果根據環境結構的要求設計PIFA天線,其電性能相當優越,包括SAR指數,這是內置天線的首選方案。
適用于具有一定厚度的手機產品、折疊、滑動蓋、旋轉蓋、直板機等。
B.主板
在天線投射區域,有一個完整的地板擴展,天線側不應該被布置成組件,特別是對于較大的金屬結構組件,如電機、揚聲器、接收器、FPC布線、LDO和低頻驅動設備。它們對天線的電性能有非常不利的影響。
天線饋電位置和間距
一般建議在左上或右上設計,間距在4~5mm之間。
2、PIFA天線的幾種結構
腳手架
天線由塑料框架和金屬板(散熱器)組成。金屬板和塑料支架用熱熔膠固定。塑料常用ABS或PC材料,常用金屬鈹銅、銅磷、不銹鋼。FPC也是可用的,但兩個引腳被添加到主板,這花費多一點。
附有A型
輻射器直接連接到手機的背面。固定方式通常是熱塑性的。也有用的背膠方式,因為結構不是很穩定,很少使用。FPC也是如此。
手機內置天線的設計原理——單極單極子天線
天線結構
輻射體面積為300~350mm2,距PCB主板頂面的距離(高度)為3~4mm,天線輻射體與PCB的相對距離應大于2mm。天線和主板只有一個饋電點,即模塊輸出。天線的位置在電話的頂部或底部。
單極單極天線在設計環境結構時,可達到較高的電氣性能。缺點是SAR略高。不適用于折頁機、滑蓋機、直板機和超薄板機。
B.主板
天線投影區域不能鋪設或沒有PCB,并且不應該設置大型金屬結構元件,如電機、揚聲器和接收器。由于單極子天線的電學特性對金屬特別敏感,它們甚至不能實現。
天線饋電位置饋電點位置
它不同于PIFA。通常建議在天線的四個角設計。
A. Same作為PIFA天線,它被支撐和連接。
B.PCB單極單極輻射體采用PCB板,由簧片和PIN與主板饋送,在塑料支架上熱熔。它也可以安裝在定位卡鉤的外殼上。
在移動電話的頂部高度(厚度)上設計特殊結構的天線,該天線由MOTO公司的V3、V8超薄系列等金屬絲構成。為天線設計的金屬空白區很大,實際上屬于天線。國內復制失敗是由于未能給這個金屬空白區。這種環境設計和天線設計都是很難仔細選擇的。另一種是稱為“假內置”的形式,相當于將外部天線移動到機器中,并且是小的,由PCB或陶瓷材料制成。這種天線由于其低帶寬、低輻射性能和高成本而不推薦使用。
在許多情況下,手機設計公司被迫更換天線公司,因為某一型號的天線性能達不到標準。結果不令人滿意,項目進度延誤。但是此時的造型、機箱模具、主板可能改變的空間很小,最終勉強出現在市場上,或者推翻這個計劃,造成很大的損失。因此,我們建議在手機設計中,特別是在產品建模和結構設計階段,為相關天線工程師提出一些方案,相互討論,設計合理的射頻環境形狀和結構,提高天線的性能。MARCE指標,手機產品在整體性能方面有更高的質量。希望以上內容對移動電話方案設計,特別是天線環境設計具有參考價值,從而提高專業手機方案設計工程師對天線特性的深入了解,減少天線損耗。項目時間、人力、物力。
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