一、天線功能無線電發射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機。可見，天線是發射和接收電磁波的一個重要的無線電設備，沒有天線也就沒有無線電通信。手機不間斷地與基站聯系，依靠天線接受和發射天磁波，天線釋放出的電磁輻射功率約440微瓦/平方厘米，天線的設計在結構上需要考慮天線的效率和SAR，對于各頻段天線效率基本要求在30%以上。12/3/20221一、天線功能無線電發射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）二、天線的類型一、按外觀分類：外置天線和內置天線二、按手機通訊制式分為：GSM:900MHzDCS:850MHzPCS:1800MHzCDMA1X:800MHzWCDMA:2100MHz12/3/20222二、天線的類型一、按外觀分類：外置天線和內置天線11/30/內置天線主要種類PIFAantennaMonopoleantennaChipsetantenna12/3/20223內置天線主要種類PIFAantenna11/30/2022A、外置天線空間要求CDMA:線圈尺寸?5.2*14mm

GSM&DCS:線圈尺寸?5.2*14mm

GSM&DCS&PCS:線圈尺寸?5.2*15mm

GSM&DCS&PCS&WCDMA:線圈尺寸?5.2*15mm

CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:線圈尺寸?5.2*15mm三、天線設計注意事項12/3/20224A、外置天線空間要求三、天線設計注意事項11/30/2022B、PIFA天線空間要求PHS:H>6.5mmA>200mm2CDMA:H>7.0mmA>400mm2GSM&DCS:H>7.0mmA>450mm2GSM&DCS&PCS:H>7.0mmA>550mm2GSM&DCS&PCS&WCDMA:H>7.5mmA>650mm2CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:H>8.0mmA>750mm212/3/20225B、PIFA天線空間要求PHS:H>6.5mmA>2L=35~40w=15~25H=6~8FeedpinshortpinGroundAntennaPIFA天線設計參考12/3/20226L=35~40w=15~25H=6~8FeedpinshoC、Monopole天線空間要求PHS:Ground鏤空5mm天線空間20*3mm

CDMA:Ground鏤空5mm天線空間30*5mm

GSM&DCS:Ground鏤空7mm天線空間30*7mm

GSM&DCS&PCS:Ground鏤空8mm天線空間30*7mmGSM&DCS&PCS&WCDMA:

Ground鏤空12mm天線空間30*7mmCDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground鏤空12mm天線空間30*7mm12/3/20227C、Monopole天線空間要求PHS:Ground鏤空Monopole天線設計參考12/3/20228Monopole天線設計參考11/30/2022812/3/2022911/30/20229手機內置天線形式比較12/3/202210手機內置天線形式比較11/30/202210主板設計(主要是內置天線)手機PCB的尺寸對天線影響很大，(直板機)一般要求長在90-120mm左右，寬在35-50mm左右。某些超薄機出于設計考慮，尺寸很短，建議在電池下面鋪金屬板，與PCBGround充分連接，保證PCB的尺寸。12/3/202211主板設計(主要是內置天線)手機PCB的尺寸對天線影響很大，(PIFA饋點的位置12/3/202212PIFA饋點的位置11/30/202212Monopole饋點的位置12/3/202213Monopole饋點的位置11/30/202213超薄直板手機應用PIFA的方案PIFA的GroundPIFA的Patch饋電接地PCB帶地LCD電池如果receiver在此空間內部，則地上可以開出音孔12/3/202214超薄直板手機應用PIFA的方案PIFA的GroundPIFA超薄直板手機應用PIFA的方案把PCB在天線區域截斷，用一塊良好接地的金屬片緊貼手機Top面，使得PIFA的地降低；PIFA的patch則貼近Bottom面，這樣可以充分利用手機內部的厚度。PIFA的高度要求還是不難滿足的。此種方案的缺點在于LCD的位置偏低，如果ID設計的賣點是大LCD且位置偏高，則不適合這種設計。12/3/202215超薄直板手機應用PIFA的方案把PCB在天線區域截斷，用一塊超薄直板手機應用單極天線的方案饋電PCB帶地LCDReceiver凈空區～8mm至少5mm此空間可以放沒有金屬底座的Camerasensor12/3/202216超薄直板手機應用單極天線的方案饋電PCB帶地LCDRecei超薄直板手機應用單極天線的方案采用單極天線方案的要點是有一塊凈空區域在板的端部，凈空區域一般寬8mm。該區域沒有地，且一般沒有器件進入。考慮ID設計要求出音孔不能太低，speaker或者receiver勢必要進入上述的凈空區域。折中的設計是不可避免的。問題在于尋求一個兩方面都可接受的平衡點。根據我們的實驗判斷認為，磁聲器件在單極天線的凈空區域內，在手機厚度方向拉遠器件和天線的垂直距離沒有明顯的好處且增加手機厚度；而沿手機主板長度方向移動器件是有巨大作用的，2mm的距離足以增加1dBi的增益。此種結構布局LCD可以放得較高，ID設計都比較符合時尚，但單極天線的性能可能由于較少的凈空區，其它器件的影響，會大幅度的降低。12/3/202217超薄直板手機應用單極天線的方案采用單極天線方案的要點是有一塊Speaker和Receiver的影響Speaker和Receiver中間是一個線圈，長度約在40-50mm左右，加上不同長度的信號線可在不同的頻段產生諧振，降低天線性能。Speaker和Receiver本身的高頻音頻信號會在低頻段產生干擾。一般在兩根信號線上各串聯一個100nH電感，可有效消除其影響。100nH四、金屬器件對天線的影響12/3/202218Speaker和Receiver的影響100nH四、金屬器件Motor和Camera的影響Motor對天線性能影響很大，特別是在工作狀態(震動)下。因此一般要求其距離天線饋點在10mm以上，同時為了提高天線效率等，天線在Motor上方周圍區域盡量不布線。Camera正常情況下影響很小，但有時Flash的引線FPC過長，會干擾到天線，故FPC長度越短越好。12/3/202219Motor和Camera的影響11/30/202219裝飾件的影響機殼周框（上蓋和下殼）和天線附近經常會有金屬裝飾件或電鍍裝飾件，如果它們的尺寸和工作頻段波長成比例，會對天線產生極大干擾。圖一周框電鍍層使功率和靈敏度下降3dB，故在兩肩部分截斷。圖二為Camera周圍的裝飾件，尺寸較大，靈敏度下降了5dB，后整體尺寸減小一圈后影響消失。電鍍截斷，改善性能整體尺寸減小一圈后，干擾消失。12/3/202220裝飾件的影響機殼周框（上蓋和下殼）和天線附近經常會有金屬裝飾特殊設計的案例MotoV3面世后，很多DesignHouse仿照其進行設計，出來的結果GSM功率很差，不是其機板設計問題，而是出在Ground的延伸上。類似手機天線都位于下端，打開狀態時，上板和下板連接起來長度太長，約160mm，影響了GSM頻段的輻射。研究V3手機可以發現，即使連接前后板的FPC斷開，兩者的Ground也是連通的，整個金屬外殼和板子的Ground是一體的，這樣電流回流實際上就縮短了板子實際尺寸，保證了GSM頻段的性能。類似手機設計時，不僅要保證FPC連接前后板，還要在板子另一側把Ground也連通。12/3/202221特殊設計的案例MotoV3面世后，很多DesignHou五、天線支架結構設計注意事項1、支架平面2、熱熔柱3、支架固定4、天線彈片12/3/202222五、天線支架結構設計注意事項1、支架平面11/30/20221、支架平面支架平面:盡量是完整的平面或連續的曲面。曲面上的天線需隨曲面弧度進行折彎，容易出現天線與支架間不貼和，有縫隙。若貼和不穩定會影響天線性能，也容易與外殼有干涉。12/3/2022231、支架平面支架平面:盡量是完整的平面或連續的曲面。曲面上的2、熱熔柱熱熔柱的作用：將天線定位以及天線與支架的固定。在支架設計時需要預留出來天線的高度及熱熔柱熱熔后的高度。天線厚0.2mm，根據經驗，通常要求熱熔柱熱熔后與天線的距離保持在0.3mm。即，需要預留出至少0.5mm的高度，以避免與殼體有干涉。天線彈片處的熱熔柱較重要，一般會設計直徑為1.2mm。12/3/2022242、熱熔柱熱熔柱的作用：將天線定位以及天線與支架的3、支架固定熱熔柱的作用：將天線定位以及天線與支架的固定。在支架設計時需要預留出來天線的高度及熱熔柱熱熔后的高度。天線厚0.2mm，根據經驗，通常要求熱熔柱熱熔后與天線的距離保持在0.3mm。即，需要預留出至少0.5mm的高度，以避免與殼體有干涉。天線彈片處的熱熔柱較重要，一般會設計直徑為1.2mm。12/3/2022253、支架固定熱熔柱的作用：將天線定位以及天線與支架亦可以設計用鏍釘固定支架與PCB板，但鏍釘是金屬件，會對天線有一定影響。支架與殼體固定，存在著雙重定位，即支架與PCB的定位，支架與殼體的定位。需要定位準確以保證天線彈片與饋點的良好接觸。12/3/202226亦可以設計用鏍釘固定支架與PCB板，但鏍釘是4、天線彈片饋點位置需RF工程師與硬件工程師討論確定，PAD尺寸至少保證在3×3mm，PAD間距保持在1.5mm以上。支架結構設計也需考慮到PAD位置，天線和PAD需要合適的距離，以保證天線和PAD的良好接觸。12/3/2022274、天線彈片饋點位置需RF工程師與硬件工程師六、材料1、支架材料：天線支架使用的材料主要有ABS、PC、二者比較，ABS塑性好，PC材料的硬度高。材料會根據結構選用，亦可根據硬件要求，做成透明，以方便觀察支架下的元器件。2、天線材料：一般采用鈹銅，磷青銅，硬度分為H、H/2、H/4。厚度一般采用0.2mm或0.15mm。也可用不銹鋼片和FPC12/3/202228六、材料1、支架材料：2、天線材料：11/30/202228精品課件！12/3/202229精品課件！11/30/202229精品課件！12/3/202230精品課件！11/30/202230謝謝！鄭宗波12/3/202231謝謝！鄭宗波11/30/202231一、天線功能無線電發射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機。可見，天線是發射和接收電磁波的一個重要的無線電設備，沒有天線也就沒有無線電通信。手機不間斷地與基站聯系，依靠天線接受和發射天磁波，天線釋放出的電磁輻射功率約440微瓦/平方厘米，天線的設計在結構上需要考慮天線的效率和SAR，對于各頻段天線效率基本要求在30%以上。12/3/202232一、天線功能無線電發射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）二、天線的類型一、按外觀分類：外置天線和內置天線二、按手機通訊制式分為：GSM:900MHzDCS:850MHzPCS:1800MHzCDMA1X:800MHzWCDMA:2100MHz12/3/202233二、天線的類型一、按外觀分類：外置天線和內置天線11/30/內置天線主要種類PIFAantennaMonopoleantennaChipsetantenna12/3/202234內置天線主要種類PIFAantenna11/30/2022A、外置天線空間要求CDMA:線圈尺寸?5.2*14mm

GSM&DCS:線圈尺寸?5.2*14mm

GSM&DCS&PCS:線圈尺寸?5.2*15mm

GSM&DCS&PCS&WCDMA:線圈尺寸?5.2*15mm

CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:線圈尺寸?5.2*15mm三、天線設計注意事項12/3/202235A、外置天線空間要求三、天線設計注意事項11/30/2022B、PIFA天線空間要求PHS:H>6.5mmA>200mm2CDMA:H>7.0mmA>400mm2GSM&DCS:H>7.0mmA>450mm2GSM&DCS&PCS:H>7.0mmA>550mm2GSM&DCS&PCS&WCDMA:H>7.5mmA>650mm2CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:H>8.0mmA>750mm212/3/202236B、PIFA天線空間要求PHS:H>6.5mmA>2L=35~40w=15~25H=6~8FeedpinshortpinGroundAntennaPIFA天線設計參考12/3/202237L=35~40w=15~25H=6~8FeedpinshoC、Monopole天線空間要求PHS:Ground鏤空5mm天線空間20*3mm

CDMA:Ground鏤空5mm天線空間30*5mm

GSM&DCS:Ground鏤空7mm天線空間30*7mm

GSM&DCS&PCS:Ground鏤空8mm天線空間30*7mmGSM&DCS&PCS&WCDMA:

Ground鏤空12mm天線空間30*7mmCDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground鏤空12mm天線空間30*7mm12/3/202238C、Monopole天線空間要求PHS:Ground鏤空Monopole天線設計參考12/3/202239Monopole天線設計參考11/30/2022812/3/20224011/30/20229手機內置天線形式比較12/3/202241手機內置天線形式比較11/30/202210主板設計(主要是內置天線)手機PCB的尺寸對天線影響很大，(直板機)一般要求長在90-120mm左右，寬在35-50mm左右。某些超薄機出于設計考慮，尺寸很短，建議在電池下面鋪金屬板，與PCBGround充分連接，保證PCB的尺寸。12/3/202242主板設計(主要是內置天線)手機PCB的尺寸對天線影響很大，(PIFA饋點的位置12/3/202243PIFA饋點的位置11/30/202212Monopole饋點的位置12/3/202244Monopole饋點的位置11/30/202213超薄直板手機應用PIFA的方案PIFA的GroundPIFA的Patch饋電接地PCB帶地LCD電池如果receiver在此空間內部，則地上可以開出音孔12/3/202245超薄直板手機應用PIFA的方案PIFA的GroundPIFA超薄直板手機應用PIFA的方案把PCB在天線區域截斷，用一塊良好接地的金屬片緊貼手機Top面，使得PIFA的地降低；PIFA的patch則貼近Bottom面，這樣可以充分利用手機內部的厚度。PIFA的高度要求還是不難滿足的。此種方案的缺點在于LCD的位置偏低，如果ID設計的賣點是大LCD且位置偏高，則不適合這種設計。12/3/202246超薄直板手機應用PIFA的方案把PCB在天線區域截斷，用一塊超薄直板手機應用單極天線的方案饋電PCB帶地LCDReceiver凈空區～8mm至少5mm此空間可以放沒有金屬底座的Camerasensor12/3/202247超薄直板手機應用單極天線的方案饋電PCB帶地LCDRecei超薄直板手機應用單極天線的方案采用單極天線方案的要點是有一塊凈空區域在板的端部，凈空區域一般寬8mm。該區域沒有地，且一般沒有器件進入。考慮ID設計要求出音孔不能太低，speaker或者receiver勢必要進入上述的凈空區域。折中的設計是不可避免的。問題在于尋求一個兩方面都可接受的平衡點。根據我們的實驗判斷認為，磁聲器件在單極天線的凈空區域內，在手機厚度方向拉遠器件和天線的垂直距離沒有明顯的好處且增加手機厚度；而沿手機主板長度方向移動器件是有巨大作用的，2mm的距離足以增加1dBi的增益。此種結構布局LCD可以放得較高，ID設計都比較符合時尚，但單極天線的性能可能由于較少的凈空區，其它器件的影響，會大幅度的降低。12/3/202248超薄直板手機應用單極天線的方案采用單極天線方案的要點是有一塊Speaker和Receiver的影響Speaker和Receiver中間是一個線圈，長度約在40-50mm左右，加上不同長度的信號線可在不同的頻段產生諧振，降低天線性能。Speaker和Receiver本身的高頻音頻信號會在低頻段產生干擾。一般在兩根信號線上各串聯一個100nH電感，可有效消除其影響。100nH四、金屬器件對天線的影響12/3/202249Speaker和Receiver的影響100nH四、金屬器件Motor和Camera的影響Motor對天線性能影響很大，特別是在工作狀態(震動)下。因此一般要求其距離天線饋點在10mm以上，同時為了提高天線效率等，天線在Motor上方周圍區域盡量不布線。Camera正常情況下影響很小，但有時Flash的引線FPC過長，會干擾到天線，故FPC長度越短越好。12/3/202250Motor和Camera的影響11/30/202219裝飾件的影響機殼周框（上蓋和下殼）和天線附近經常會有金屬裝飾件或電鍍裝飾件，如果它們的尺寸和工作頻段波長成比例，會對天線產生極大干擾。圖一周框電鍍層使功率和靈敏度下降3dB，故在兩肩部分截斷。圖二為Camera周圍的裝飾件，尺寸較大，靈敏度下降了5dB，后整體尺寸減小一圈后影響消失。電鍍截斷，改善性能整體尺寸減小一圈后，干擾消失。12/3/202251裝飾件的影響機殼周框（上蓋和下殼）和天線附近經常會有金屬裝飾特殊設計的案例MotoV3面世后，很多DesignHouse仿照其進行設計，出來的結果GSM功率很差，不是其機板設計問題，而是出在Ground的延伸上。類似手機天線都位于下端，打開狀態時，上板和下板連接起來長度太長，約160mm，影響了GSM頻段的輻射。研究V3手機可以發現，即使連接前后板的FPC斷開，兩者的Ground也是連通的，整個金屬外殼和板子的Ground是一體的，這樣電流回流實際上就縮短了板子實際尺寸，保證了GSM頻段的性能。類似手機設計時，不僅要保證FPC連接前后板，還要在板子另一側把Ground也連通。12/3/202252特殊設計的案例MotoV3面世后，很多DesignHou五、天線支架結構設計注意事項1、支架平面2、熱熔柱3、支架固定4、天線彈片12/3/202253五、天線支架結構設計注意事項1、支架平面11/30/20221、支架平面支架平面:盡量是完整的平面或連續的曲面。曲面上的天線需隨曲面弧度進行折彎，容易出現天線與支架間不貼和，有縫隙。若貼和不穩定會影響天線性能，也容易與外殼有干涉。12/3/2022541、支架平面支架平面:盡量是完整的平面或連續的曲面。曲面上的2、熱熔柱熱熔柱的作用：將天線定位以及天線與支架的固定。在支架設計時需要預留出來天線的高度及熱熔柱熱熔后的高度。天線厚0.2mm，根據經驗，通常要求熱熔柱熱熔后與天線的距