Prepare by Xiong Wei min March

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1 Prepare by Xiong Wei min March 24.2008
内置手机天线设计选型分析 Prepare by Xiong Wei min March

2 天线基本概念 1.通用设计要求Return Loss（回波损耗S11）
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。 1.通用设计要求Return Loss（回波损耗S11）

3 天线幅射指标 Directionality（方向性系数）
天线辐射方向性参数。天线据此可分全向（omni-directional）和定向（directional）。 Gain（增益） 天线增益定义为规定方向的天线辐射强度和参考天线之比。 Efficiency（效率） Gain＝Directionality × Efficiency Efficiency＝Output Power/Input Power

4 内置天线 Polarization（极化） 天线远场处电矢量轨迹。分线极化、圆极化、椭圆极化。 XY平面为H面，YZ面E1面，XZ面E2面。
PIFA和Monopole极化复杂。 基站入射波为线极化，方向与地面垂直。 XY平面为H面，YZ面E1面，XZ面E2面。 基站

5 内置天线分类 PIFA Planar Inverted F Antenna Internal Planar Monopole
内置平面单极天线 Internal PCB &FPC 内置印刷天线

6 手机结构 vs PIFA天线（直板机）（一）
典型PIFA形式,GSM/DCS(/PCS) 位于手机顶部 面向Z轴正向，与电池同侧。

7 手机结构 vs PIFA天线（直板机）（二）
short pin Feed pin w=15~25 L=35~40 Antenna H=6~8 Ground

8 手机结构 vs PIFA天线（直板机）（三）
W，L，H，其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率。 手机PCB的尺寸对PIFA有很大影响 Shielding Case对天线的影响 手机电池芯对PIFA影响强烈。

9 PIFA需要的空间和其它条件 双频（GSM/DCS）：600 ×7～8mm PIFA需要的空间大小视乎频段和射频性能的需求。
三频（GSM/DCS/PCS）： ×7～8mm 满足以上需求则GSM频段一般可能达－1～0dBi，DCS/PCS则0～1dBi。 天线正下方一般避免安放器件，尤其是Speaker和Vibrator 电池尽量远离天线。一般至少5mm以上。 天线同侧后盖上不用导电漆喷涂，谨慎使用电镀装饰。

10 天线馈点和接地的摆放 （红色为馈点，蓝色为接地）

11 PIFA的局限 PIFA脱胎于带短路微带天线，有带宽窄的先天缺点。 PIFA增益偏低。 结构单调，不易与当今灵活多变的手机结构相适应。
面对3G和多模手机的要求，一个手机的天线（组）必须同时面对900（800）MHz、1700MHz～2200MHz如此宽广电磁波谱的要求。PIFA显得力不从心。

12 内置平面Monopole出现的现实意义 多模手机对多频段天线的要求
Monopole的大带宽和高增益，足以应付3G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。 内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合

13 Feed Strip 天线低频部分 塑胶支架 38X6X4 PCB 天线高频部分

14 内置Planar Monopole vs 手机结构设计
内置Planar Monopole天线可以比同样工作频率的PIFA小。 Monopole必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground。 Monopole只需要一个Feed Point和PCB上的Pad相连。

15 内置天线结构种类 天线 天线 Pogo Pin Pogo Pin PCB 反向使用Pogo Pin的 PCB 正向使用Pogo Pin的
Stamping Stamping热熔到Housing内侧，Stamping伸出spring与手机PCB连接 Stamping + Support Stamping热熔到Support上，连接用spring Stamping + Support + Pogo pin (正、反) Stamping热熔到Support上，连接用Pogo Pin。 正向使用Pogo Pin一般适合于带support的结构，反向使用都可以。

16 内置meander FPC中金属线meander嵌入塑料内模，可平行于PCB平面，也可竖直装载于PCB顶端。

17 手机天线选型规则

18 谢谢大家！