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手機天線基礎知識(1)

贊美詩工作需要,接觸手機天線,整理壹些基礎知識進行查詢。

外部要求:

該天線體積小、重量輕、剖面低、便於攜帶、機械強度好。

電氣性能要求:水平面要求全向輻射方向圖、寬頻帶、高效率、高增益、受周圍環境影響小、對人體輻射傷害小。

手機天線根據位置可以分為外置天線和內置天線。

按照傳統的天線單元,手機天線可以分為:

1.單極天線

2.螺旋天線

3.PCB印刷螺旋天線

以上三個是外置天線。

下面五個是內置天線。

4.微帶貼片天線

5.縫隙天線

6.IFA天線和倒L形天線

7.法披

8.陶瓷天線

外置天線的優點是頻帶寬,接收信號穩定,制造簡單,成本相對較低。缺點是天線暴露在機體外部容易損壞,靠近人體性能變差。增加反射層和保護層來減少天線對人體的輻射傷害並不容易。同時,對於FDD系統,接收和發射必須使用不同的匹配電路。傳統的外置天線壹般是單極天線。雖然制造簡單,但體積大,攜帶不便。

螺旋天線壹般用於減小天線的尺寸(正常螺旋),現在印刷在PCB上的螺旋天線也用於獲得尺寸更小、形狀多樣的外置天線。

這種天線有多種變體,可以滿足多頻、寬帶的要求,具有很強的靈活性。因此,這種天線在外置天線中的應用越來越廣泛。

棒狀天線:壹般由1/4波長螺旋線和1/2波長螺旋線組成。需要介質棒去耦才能實現手機的高增益,手持情況下增益可提高6dB以上。

此外,還有壹種所謂的介質天線。中長介質天線是壹種漏波天線,其輻射特性為端面發射。在這裏,介質天線可能類似於單極天線,通過介質諧振器的原理輻射信號,可以大大減小天線的尺寸。如果是這樣的話,這種天線Q值高,帶寬窄,寬帶多頻不易實現,應該不會有太大的應用。

以下是其基本介紹:

介質振蕩器天線由具有高介電常數和低損耗的材料制成。其優點是:體積小,帶寬可在1%至10%範圍內調節,無導體損耗,天線效率高,多模,低階模帶寬更好,高階模增益大。

如果介質振蕩器的尺寸足夠小,也可以內置到手機中。

棒狀天線雖然有效增益高,電性能好,但是結構復雜,需要使用記憶金屬作為材料,價格昂貴,除了北美等少數地方很少使用,所以不考慮使用。

螺旋天線以其良好的輻射特性、體積小、易於實現頻帶擴展等優點成為外置天線的主流,但體積仍然較大,形狀固定,不適合手機外形設計等特殊要求。

PCB形式的螺旋天線比普通螺旋天線小,形狀扁平。同時,這種天線的設計具有很強的靈活性,被越來越多的使用。

在外置天線的應用中,首選螺旋天線,其次是PCB螺旋天線。

內置天線的特點:

可以做得很小,不容易損壞;可以放在手機遠離人腦的壹側,靠近人腦的部分可以貼上反射層和保護層,減少天線對人體的輻射傷害。

可以安裝多根天線,便於陣列形成,從而實現手機天線的智能化,對於未來的移動通信系統非常有用。

內置天線有多種形式,包括微帶貼片天線、縫隙天線、IFA天線、倒L型天線、法披、陶瓷天線等。

法披是目前使用最多的壹種內置天線。它由倒F線天線演變而來,具有體積小、增益高、剖面低、帶寬相對較寬的特點。它是手機中使用最多的天線。

貼片天線和縫隙天線也是廣泛使用的內置天線,貼片天線和縫隙天線可以通過Babinet原理互換。

壹般陶瓷天線只在天線尺寸極小的情況下使用,現在在藍牙設備中也有使用。增益低,效率低,頻帶窄,成本高,用在手機上還需要壹段時間。

壹般情況下,外置天線的駐波比可以是2,增益可以是0-1dBi。

對於內置天線,駐波也可以小於3,增益可以是0-1dBi。

在手機天線中,天線增益並不重要,重要的是它的平均有效增益。基本結論是外置天線的平均有效增益比壹般內置天線大2dB左右。內置天線的效率無法達到外置天線的水平。

手機的天線選擇不要被峰值增益欺騙,實際平均有效增益小於這個值,和手機的設計密切相關。

手機外置天線價格在2.5-4元左右。

而且內置天線比較貴,大概3到20元。

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