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手机外 置天线是否还有市场

目录:技术专区 人气:55 发表时间:2011-7-22 16:59:27
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1GSM手机外置天线的原理

  手机天 线对整个手机来说是一颗机构电子料,他的外 观同工业设计有关系。这里着 重讲述手机外置(exposed)天线电 气方面的原理及制做。

  当电能 量加到并联谐振网络上时,并联谐 振网络就会电能量,且频率F与电磁波频率一致时,产生电能量相对最大。手机天 线就是运用这样的电气原理,为了更 好地发送和接收电磁波,将并联 谐振回路中的电容两个板极打开,以电感为振子。电容性 以分布容性实现,因中国 的全球通波段和欧洲一致,EGSM(低发高收880~915 MHz及925~960 MHz)加DCS(发1 710~1 785 MHz,收1805~1 885 MHz),总对天线来说要求DualBand(880~960 MHz,1 710~1 880 MHz)。故电感 为一个有两种疏密度的线圈,以满足 两波段频率发送接收的需要。

  若是做三频天线,因PCS 频段与DCS频段接近,只需在DCS频段上扩展就可以。调节手 机天线电气性能时,需要一 只最终定型的手机(所有其 他部件不再会改变)制作手 机天线测试工具,在其天 线连接的部位引1根钢管线出来安装SMA头。通过接校准过单端口S11参数的 矢量网络分析仪Aginlent8753来显示 天线在两个频段的S11特性,应该在 有用频段内小于-10 dB, 测试时 周围不应该有金属反射面,有些厂商EGSM频段做不到小于-10 dB,那最低 要求也要做到小于-8 dB。

  若满足不了S11特性,就要通 过改变线圈的长度和疏密度及手机内部PCB板匹配网络来满足S11参数特性。参数达标后,将线圈 固定并拍照记录下线圈的长度和疏密度,使之可用以大量生产,并记录 下匹配网络各被动器件参数用于手机内部PCB板匹配网络制作。若是翻盖手机,S11在闭合 和打开时都满足所测标准,主要考察打开时的S11。S11与VSWR有对应换算关系。调好S11后,还要测 其增益与方向性,这就要求在3D或2Dchamber里测试,绘出图形,再换算 成理论要求平均增益,接近于0 dB。但实际做不到,一般要求EGSM频段不小于-1 dB,DCS频段不小于-2 dB。内置天线更低为-4 dB,另外SAR测试也要达标,这要求在专用的SAR实验室测试(实验室 必须具有国际认证资格)目前国 家并没有做强制要求。

  因为要 做到电气性能达标,线圈必 须大于一定长度,所以天 线外露出机壳的部分必须大于16.4 mm,但是把 线圈缩入机壳内的除外。除装配合格外,手机外 置天线要做落甩实验,直板机从高度为1.5 m落下,折叠机为1.2 m。经落甩 后机构电气性能都不能改变。

2外置天 线参数检验方法

  手机整 机厂商检验手机外置天线产品参数是否合格的简便方法:

  (1)频率范围(frequency range)用校正过单端口S11的网络分析测S11小于 -1 0 dB的范围 涵盖所需频段为合格。

  (2)阻抗(impedance)用较正 后的网络分析仪测阻抗密斯圆图上,(0,0)是匹配点(50 Ω)。

  (3)回波损耗(return lose)测量方 法与频率的测量相同,带内回损-10 dB。

  (4)电压驻波比(VSWR)用网络分析仪测,先较正单端口S11,按Format 后测SWR。

  (5)增益(gain)需在隔离度优于-80 dB的屏蔽室(chamber)中进行测量。在手机以天线连接到PCB接口处引一个RF cable出来,加信号发时,用标准 天线测待测天线发射出来的功率(近场测试)。所得测 试及功率除以加到天线到PCB接口处 信号的功率即为增益。

  (6)额定功率(power rating)需要在隔离度优于-80 dB的屏蔽中测量。取手机一部装上SIM卡和电池,开机使 手机处于发射状态,用标准 天线作近场测量。测出的 功率为额定功率。

  (7)极化方向(polarization) 可用垂直极化(vertical polarization)标准天线测量。如果被 测天线是水平极化(horizontal polarization),那垂直 标准极化天线几乎收不到信号。

3结语

  现在人 们为了手机外壳的简约美观而去掉外置式天线,因此手 机天线向内置式发展,但内置天线增益较低,造成手 机收发性能不好,在基站 信号较弱的地方容易断话。故手机 外置式天线在手机业中仍占有一席之地,研究并做好、做小手 机外置式天线仍是市场的需求。

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