6手机内置天线设计
FM天线设计指南
2. 同样要注意与 Audio PA 的隔离。
3. L 和 C1、C2 串联谐振在 FM 中心频率（ f0 ≈ 98MHz）：
f0 = 2π
1 L(C1 + C2)
2.2.4 单独一根线作天线
Figure 4 单独一根线作天线的电路设计 说明：
隔离很好，比较干净，但要多占用一个接口。
注： 1. 上述四种连接电路中没有考虑 ESD，实际电路中可能要增加 ESD 设计。 2. 耳机线长度取 λ/2 或 λ/4，一般可取 1.3m 或 70cm，具体值可用网络分析仪调一下。 3. FM 芯片输入端根据具体芯片要求，一般可串一个 100pF 电容。 4. 从耳机接口到 FM 芯片的一段走线不需要控制阻抗，但要注意保护，不要引入干扰。
2.2.1 用音频地作天线
Figure 1 用音频地作天线的电路设计 说明：
用地作天线关键要做好 FM 信号与主板上地的隔离，可以用上图所示的并联 LC 电路，谐振时阻抗很大， 可以较好的隔离；或用磁珠（600ohm@100MHz 或更大）隔离。
2.2.2 用一根音频线作天线
Figure 2 用一根音频线作天线的电路设计
说明：
1. FM 信号要与 Audio PA 输出端隔离，可以用磁珠（600ohm@100MHz）来实现。
2. L 和 C 串联谐振在 FM 中心频率（ f0 ≈ 98MHz）：
f0
=
2π1 LCFra bibliotek2.2.3 用两根音频线作天线
Figure 3 用两根音频线作天线的电路设计
说明：
1. 由于用两根音频线，这种设计有分集的效果。也有用四根线甚至六根线的设计，电路繁复，效果不一定 更好。
内置天线如前所述外置天线虽然收听效果较好但不适合声音外放如果手机还有蓝牙功能则不能使用蓝牙免提耳机而且与即将兴起的短距离内传送音频信号的技术不相容
手机天线制作方法
手机天线制作方法1. 简介手机天线是手机通信中不可或缺的组成部分，它负责接收和发送无线信号。
在一些特殊场合或者个人需求下，我们可能需要制作自己的手机天线。
本文将介绍一种简单且经济实用的手机天线制作方法。
2. 材料准备为了制作手机天线，我们需要准备以下材料：•灵活的电线：最好选择25-30号的铜线，颜色不限。
•SMA连接器：用于连接天线与手机的无线模块。
•热缩管：可用于增强天线的结构稳定性。
•良好的焊锡以及烙铁：用于焊接电线和连接器。
•剪刀和剥线钳：用于剪断线材和去除绝缘层。
•铅笔或其他圆柱形物体：用于卷曲天线。
3. 制作步骤3.1 准备天线长度首先，根据手机通信频段的要求，计算所需的天线长度。
通常情况下，2G网络使用的频段为824-894MHz，3G网络为1710-2170MHz，4G网络则为2300-2700MHz。
根据不同的网络选择对应的频段，然后使用以下公式计算天线长度：天线长度 (cm) = 75 / (频率 (MHz) * 频率倍数)3.2 剥离电线绝缘层使用剥线钳剥离电线两端的绝缘层，露出约1-2厘米的铜线。
3.3 卷曲天线将铅笔或其他圆柱形物体平放在电线的一端，然后用力卷曲电线，使其绕在圆柱形物体上。
卷曲的部分应该至少占天线总长度的1/4。
3.4 连接SMA连接器将电线的另一端插入SMA连接器的中心引脚中，并通过焊接连接好。
确保焊接牢固且无松动。
3.5 制作天线支架使用热缩管，将天线的卷曲部分和SMA连接器进行包裹。
然后用热风枪对热缩管进行加热，使其收缩并固定住天线。
3.6 测试天线在完成以上制作步骤后，使用测试仪器或者将天线连接到手机的无线模块进行测试。
确保天线能够正常接收和发送无线信号。
4. 注意事项1.在操作过程中，需要小心使用烙铁和热风枪，以防烫伤。
2.天线的长度和卷曲部分的设计会影响信号的接收和发送效果，因此需要根据具体的频段要求进行计算和调整。
3.天线制作过程中的焊接操作需要谨慎，确保焊接的质量和牢固性。
手机天线的结构与工作原理
手机天线的结构与工作原理
手机天线是一种用于接收和发送无线电信号的装置。
它的主要功能是将手机内部产生的电信号转换为无线电信号，并将其传输到周围的空间中，或者从周围的空间中接收无线电信号，并将其转换为手机内部能够理解的电信号。
手机天线的结构可以简单分为两部分：天线体和天线底座。
天线体是负责接收和发送无线电信号的部分，一般呈线性或者双极性的形态。
天线底座则是将天线固定在手机机身上的装置，通常具有导电性，以便与手机内部电路相连。
手机天线的工作原理主要基于电磁感应和谐振原理。
当手机内部电路产生无线电信号时，该信号会通过导线或者微带线等传输介质进入天线体。
在天线体中，电信号将激发天线体内的电流，并在空间中产生电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去，成为无线电信号。
同样地，当周围的空间中存在其他的无线电信号时，它们会进入天线体，并激发天线体内的电流。
这个电流会通过导线或者微带线等传输介质传输到手机内部电路，进而被解码为手机能够理解的电信号。
需要注意的是，手机天线的工作效率和性能很大程度上取决于天线的设计参数、天线的放置位置以及与周围环境的电磁耦合等因素。
因此，在手机设计中，需要进行天线的合理设计和优化，以提高通信质量和无线电性能。
手机内置天线设计规则
PIFA天线设计
8，馈电点的焊盘应该不小于2x3mm；馈 电点应该靠PCB边缘。
9，天线区域可适当开些定位孔。 10，在目前的有些超薄滑盖机中，Байду номын сангаас于天
线高度不够，可以通过挖空PIFA 天线下方 的地，然后在其背面再加一个金属片，起 到一个参考地的作用，达到满足设计带宽 的要求。
手机天线设计规则
装饰件等。 5，内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互
边缘距离3mm 以上。 6，内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。
MONOPOLE天线设计
7，MONOPOLE 必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground， 一般内置天线必须离主板3mm（水平方向），在天线正下方到 地的高度必须保持在5mm（垂直方向）以上（如下示意图）， 可以把主板天线区域的地挖空，目前在超薄的直板机上基本上是 要满足这个要求。
MONOPOLE天线设计
内置的MONOPOLE 天线体积稍小，性能较外置天线差。
具体设计要求如下：
1，内置天线周围3mm 内不能有马达、SPEARKER、 RECEIVER 等较大金属物体。
2，天线的宽度应该不小于15mm。 3，内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电
物质。 4，手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属
7，手机PCB 的长度对PIFA 天线的性能有重要的影响，目前直板机PCB
的长度在75-105mm之间这个水平。 手机的长度对于天线的性能有着显著的影响
Vertically polarised gain [dBi]
chassis' length [mm]
0 -1 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 -2 -3 -4
手机nfc天线设计原理
手机nfc天线设计原理
手机NFC（Near Field Communication，近距离无线通信）天
线设计的原理是基于电磁场感应的物理原理。
NFC天线是一
种被动元件，承载着手机与其他设备进行通信的功能。
NFC天线一般采用线圈形状的设计，由导线材料制成。
线圈
的形状和尺寸是根据手机外壳的尺寸和材质进行设计的，以确保天线在手机内部空间中的布置。
线圈中的导线通过电流激励，产生一个特定频率的交变电磁场。
当手机与其他支持NFC技术的设备（如另一部手机、NFC标
签等）进行通信时，NFC天线接收到电磁场能量的信号。
这
个能量激励了天线中的导线，产生一个感应电流，从而实现信息的传输。
NFC通信是一种近距离的通信方式，其有效范围一般在几厘
米或更小的距离之内。
这种设计原理使得NFC技术可以被广
泛应用于手机支付、门禁系统、数据传输等领域。
为了提高NFC的性能和稳定性，设计人员需要在电路中加入
合适的驱动电路和匹配网络，以保证天线的输入和输出阻抗匹配，并解决信号衰减和噪声问题。
此外，天线的位置和手机内部的其他组件（如电池、摄像头等）之间的相互干扰也需要被考虑到。
总的来说，手机NFC天线的设计原理是基于电磁场感应技术，
通过导线产生特定频率的交变电磁场，以实现手机与其他设备的近距离无线通信。
手机天线工作原理
手机天线工作原理
手机天线工作原理是基于电磁辐射的原理。
手机天线是一种电磁波辐射源，用于发送和接收无线信号。
它通过将电磁能量转化为电磁波的形式，以实现无线通信。
手机天线采用的是电磁波传输，其中电磁波由电场和磁场组成。
当手机天线与无线通信设备相连时，它会将电流引入天线，并产生一个交变电场和磁场。
首先，手机内部的电路将要发送的信息转换成无线电频率的电流。
然后，这个电流经过手机天线，进一步被转化为电磁波。
手机天线会将电场和磁场无线传输到空气中。
电磁波的传输是通过电场和磁场的交替变化实现的。
当电磁波遇到接收设备时，接收设备的天线会接收到电磁波并将其转换成电流。
这样，接收设备就能解码并还原出原始的信息。
手机天线的设计和位置对信号质量有着重要影响。
通常，手机天线被放置在手机内部的边缘位置，以最大程度地减少对信号的干扰。
此外，天线长度和形状也会影响天线的工作效果。
总的来说，手机天线的工作原理是将电磁能量转换为电磁波，并实现无线通信。
通过与接收设备的天线相互作用，手机天线能够传输和接收无线信号，实现手机的无线通信功能。
手机天线设计汇总(飞图科技)
效率与增益
效率与增益
手机天线的效率与增益决定了信号的传输距离和穿透能力。高效率与增益能够 提高信号的传输距离和穿透能力，使手机在复杂环境下仍能保持稳定的通信性 能。
优化技术
为了提高手机天线的效率与增益，需要采用先进的优化技术，如仿真技术、电 磁场优化算法等，对天线的设计进行精细调整和优化。
抗干扰能力
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抗干扰技术
手机天线需要具备抗干扰能力，以应对复杂电磁环境中的各种干扰源，如其他无 线通信设备、电磁噪声等。
兼容性
手机天线应具备良好的兼容性，与其他无线通信设备共存时不会产生相互干扰， 以保证通信的稳定性和可靠性。
03
手机天线的设计流程
需求分析
01
02
03
需求调研
深入了解客户对手机天线 性能的需求，包括天线增 益、效率、带宽等关键指 标。
方案优化
根据评审意见，对初步方 案进行优化，完善手机天 线的设计方案。
天线仿真与优化
建立模型
根据设计方案，使用电磁仿真软件建立手机天线的模 型。
仿真分析
对建立的模型进行仿真分析，评估天线性能是否满足 设计目标。
优化调整
根据仿真结果，对天线模型进行优化调整，提高天线 性能。
样品制作与测试
样品制作
根据优化后的天线模型， 制作手机天线的样品。
测试准备
搭建测试环境，准备测 试设备，确保测试结果
的准确性和可靠性。
性能测试
对手机天线样品进行性 能测试，包括天线增益、 效率、带宽等关键指标
的测试。
测试结果分析
根据测试结果，对手机 天线的性能进行分析和 评估，确认是否满足设
iPhone 6 6+天线设计
iPhone6 6+的天线设计2014/11iPhone 6/6+相较前代手机，多了NFC支持，LTE支持更多频段。
天线结构前所未有的复杂。
支持的无线通信标准：Cellular：CDMA EV-DO Rev. A (800, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)UMTS (WCDMA)/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)TD-SCDMA 1900 (F), 2000 (A)GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)FDD-LTE (频段1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29)TD-LTE (频段38, 39, 40, 41)总结一下，全部频段：Bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29 ；Bands 34,38, 39, 40, 41 。
进一步整合一下：（B38/B40差距较大，一般不整合）TX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13, 17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28；34, 38,39,40, 41 。
RX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28, 29；34, 38,39,40, 41。
RX又可分为：PRX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13,17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28；34, 38,39,40, 41。
DRX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28, 29；38,39,40, 41。
即发射TX 16个通道（11 FD + 5 TD）加上GSM HB/LB的2个通道，共18通道。
金属框手机天线设计总结
金属框手机天线有助于扩大手机的信 号覆盖范围。在某些特定情况下，例 如在地下室或电梯内，金属框手机天 线的性能优势更加明显，可以保证稳 定的通信。
抗干扰能力
外部干扰
金属框手机天线具有较强的抗外部干扰能力。在存在大量电磁波的环境中，如 机场、火车站等，金属框手机天线能够减少信号中断和通话质量下降的情况。
选择合适的方案
根据设计目标和市场需求，选择 合适的设计方案，如采用何种结 构、材料、工艺等。
仿真与优化
建立模型
根据设计方案，建立金属框手机天线的电磁仿真模型。
仿真分析
通过仿真分析，了解天线的性能参数，如增益、效率、 方向性等。
优化设计
根据仿真分析结果，对设计方案进行优化，以提高天 线的性能。
实际制作与测试
问题三：设计复杂度与成本
01
总结词
金属框手机天线设计过程较为复杂，且成本较高。
02 03
详细描述
金属框手机天线设计需要考虑多种因素，如天线的尺寸、形状、材料、 位置等，设计过程较为复杂。同时，由于金属框的制造成本较高，也增 加了整个手机的生产成本。
解决方案
可以采用模块化设计、标准化生产等方法来简化设计过程并降低成本。 同时，也可以考虑使用替代材料或优化制造工艺来降低制造成本。
兼容性问题
不同地区和运营商的信号频段可能 存在差异，金属框手机天线可能需 要针对不同地区和运营商进行定制 和优化。
02
金属框手机天线设计过 程
设计方案的确定
确定设计目标
明确金属框手机天线的设计目标， 如提高信号接收能力、减小尺寸、 降低成本等。
调研市场需求
了解市场需求和竞争态势，以便 更好地满足用户需求和提高产品 竞争力。
内置与外置天线及内置天线技术要求
内置与外置天线及内置天线技术要求天线分为内置与外置，外置主要使用螺旋或者PCB，螺旋天线一般带宽比较好也比较常用，PCB 天线比较容易调频率易于设计，但爱立信有两项重要专利，所以在欧美市场上很少其他厂商使用。
还有一种假内置天线，其实就是外置天线的内置，性能相对比较差，一般不推荐使用。
内置天线而言，主要是PIFA与MONOPOLE天线。
PIFA的结构有slot antennna,G antennna等，一般常用G天线。
monopole 天线的效率极高，三星手机常用此种设计，但SAR值比较成问题。
但三星折叠机比较多，天线可以远离人脑，SAR相对人脑影响较小。
天线设计是个相对比较狭窄的领域，一般的RF工程师都可以进行设计，但要把天线作好是非常不容易的，需要长时间的积累。
所以即便NOKIA，也把天线外包给飞创等著名天线设计公司。
slot antennna 中高低频一般是由parastic产生的,由于天线其实要求的是1/4波长,在这种结构中,发射片之间的槽长便近似于1/4波长,因而产生谐振点,G天线则是一般分成两块,基本相独立,一边产生低频,另一边是高频。
通过控制发射片的长度可以改变频率.有时怀疑在两种结构中可能两种产生方式都存在,因为每个天线上都会有最敏感的区域,可能只是哪一种表现出的更强一点而已.monopole antenna 的SAR值,如果直板机的话,一般在2.0以上,大大超过欧标与美标,一般国产手机不会考虑SAR值的,只要效率好就ok,所以如果你所使用的是这种烂机的话,基本可以扔掉了。
内置天线技术要求：内置天线材料为铍铜、不锈钢等其他材料，具体支撑视结构而定。
铍铜（外面镀金）天线的RF 性能比较好，但是价格稍高于不锈钢材料。
内置天线性能的保证对结构要求较严，基本的要求如下，否则天线性能将受到较大影响，具体影响程度视天线的类型而定。
一般认为，PIFA 天线体积大、性能好；滑盖机必须使用此种天线进行设计。
手机天线设计汇总
05 手机天线设计挑战及解决 方案
多频段兼容问题探讨
频段覆盖需求
手机天线需覆盖多个频段，包括 2G、3G、4G和5G等，设计具有
重要性
天线性能的好坏直接影响到手机的通 信质量，包括通话效果、数据传输速 率等。因此，手机天线设计对于手机 整体性能至关重要。
手机天线类型及特点
内置天线
外置天线
内置于手机内部，不占用外部空间，外观 整洁。但可能受到手机内部其他元件的干 扰，影响信号接收和发送。
安装于手机外部，信号接收和发送效果较 好。但占用外部空间，易受到损坏。
智能化、自动化生产趋势
1 2
智能化天线设计
利用人工智能和机器学习等技术，实现天线设计 的智能化和自动化，提高设计效率和准确性。
自动化生产线
自动化生产线可降低生产成本和提高生产效率， 同时保证天线产品的一致性和稳定性。
3
智能检测与调试
智能检测和调试技术可实现对手机天线性能的实 时监测和调整，提高天线产品的质量和可靠性。
挑战性。
宽带天线技术
采用宽带天线技术，如单极子、偶 极子和倒F天线等，实现多频段覆 盖。
可调谐天线技术
利用可调谐元件，如变容二极管或 MEMS开关，实现天线频段的动态 调整。
小型化、集成化趋势应对策略
空间限制
手机内部空间有限，天线设计需满足 小型化、集成化要求。
天线与芯片集成
多天线技术
采用多天线技术，如MIMO和波束赋 形等，提高系统容量和信号质量，同 时满足小型化要求。
手机天线设计
由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。
外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。
若有需要，应采用非金属工艺实现。
机壳内侧的导电喷涂，应止于距天线20mm处。
对于纯金属的电池后盖，应距天线20mm以上。
如采用单极（monopole）天线，面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。
电池（含电连接座）与天线的距离应设计在5mm以上。
二、手机内置天线的分类1.PIFA皮法天线a.天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。
天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。
天线的位置在手机顶部。
PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
b.主板天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。
它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。
2. PIFA天线的几种结构方式a.支架式天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。
金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。
塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。
也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。
b.贴附式直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。
固定方式一般用热熔结构。
也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。
FPC也如此。
手机中内置FM频段天线设计指南(第一部分,器件篇)
手机中内置FM频段天线设计指南（第一部分，器件篇）前言目前MTK和博通等芯片方案公司推出了集FM收发、蓝牙、WiFi、GPS于一体的手机周边芯片，FM收发（含数据传输）成为手机中标配。
然而，FM频段频率低，波长长，要做到内置并小巧，需要牺牲一些指标，问题是牺牲多少能被接受？传统拉杆金属天线，是通过伸缩金属杆子来改变频率，其实也是窄带天线，其增益高是因为在空间接收面积大。
内置FM天线要基本满足要求，需要保障核心的指标：带宽，其次才是增益。
缩小体积的代价是首先牺牲带宽是不行的。
手机中选择适合的FM天线遵循如下流程：第一：天线选型目前可以选用的有陶瓷LTCC工艺天线、电路板（FPC）天线、塑胶片绕线天线、磁性绕线天线、铁氧体天线。
各类天线比较如下：项目微航天线陶瓷天线 PCB天线有源天线绕线天线空心线圈带宽宽较宽窄较宽窄窄方向性好差差较好差差频率漂移小大大较小大大整体效果较好差差一般差差手握影响小小大小大大可调参数有，多无有，复杂有有有组装难度容易小容易小大大半硬质合金引脚有无无无无无性价比高低低低一般一般FM双向收发可以可以可以不可以可以可以陶瓷工艺天线最先用于手机中，其制造工艺决定了必须是一个标准的器件，所有参数都锁定了，没有可以调节的点，然而终端输入阻抗不是纯的50欧姆，阻抗不一定很好匹配，需要改变主板的阻抗线或者匹配电路来适应。
这成为了一缺陷，因为手机主板更改不是很方便，改变一次往往不够。
匹配电路本身也存在损耗，这类天线另一个缺陷是增益低，其结构是微波陶瓷层层叠压、印刷导电材料组成，其电磁损耗大，其回损指标难达到要求。
后来一些方案公司，把陶瓷天线贴合在PCB上，用PCB走线来弥补缺陷，调整PCB走线来调整阻抗。
实乃画蛇添足。
因为成本高了。
韩国推出的铁氧体天线，也是这么做的。
不是市场主流。
PCB画的FM天线，其谐振频率可以到FM频段内一个点频，但是其本质还是一个窄带天线，带宽太窄，很多频段接收不到。
iPhone6s背后为啥有那么丑的白带？
iPhone6s背后为啥有那么丑的白带？不管是iPhone6还是iPhone6S，背后都有不堪入目的大白带，绝对是丑到没朋友。
那么，苹果为什么要采用这么丑的天线设计呢？今天的冷知识课堂就为大家科普一下这个问题！在当时iPhone6的发布会上没有提到的的是iPhone6相对一上一代iPhone，拥有“全网通”的能力（公开版iPhone6 Cellular支持中国移动/联通/电信2G/3G/4G），而且支持802.11a/b/g/n/ac 无线网络（单天线，双频2.4GHz/5GHz）和蓝牙4.0，并加入了NFC。
这使得iPhone6的天线设计前所未有的复杂，下面向大家揭秘下iPhone6的天线设计。
1：首先是大家吐槽的背面分割设计。
看似一体的的金属后壳，使用塑料填充，其实是被切分成A/BCD/E三段，A、E分别为上部分天线和下半部分天线，中间BCD部分是相互导通的，充当天线接地部分。
2：iPhone6上半部分天线涉及到Cellular副天线、双频WLAN、蓝牙、GPS、NFC等功能。
iPhone6主板上半部分天线馈电端口（正面）iPhone6上半部分天线馈电端口（正面）iPhone6主板上半部分天线馈电端口（正面）上部天线包括UAT1、UAT2、UAT3各1个馈电端口和NFC的2个端口。
UAT1为天线Tunning端口，影响UAT3；UAT2为WLAN 5GHz频段天线；UAT3功能较多，包括WLAN2.4GHz、蓝牙、GPS、Cellular副天线。
iPhone6原理图5GHz WIFI天线馈电端口3：iPhone6下半部分天线涉及到Cellular主天线。
手机作为移动终端设备，必须接入网络才有意义。
不同频段的无线网络搭载在不同频段的电波上，若使用一个接收天线会相互影响工作。
这样也就能看出苹果在设计iPhone是考虑到在保证信号质量的前提下设计的天线（白带）是不得已而为之。
另一个方面来说，金属对于信号接收有很大的阻碍，采用这样的方式也正可以让金属机身与天线的工作互不妨碍。
从iPhone1到iPhoneX结构拆解，看手机天线设计变迁
从iPhone1到iPhoneX结构拆解，看手机天线设计变迁戳工业设计苹果2018秋季新品发布会将于北京时间9月13日凌晨1点在苹果Apple Park总部园区里面的乔布斯剧院举行。
iPhone 一向以其简洁的外观、轮廓和精湛的加工工艺，风格独树一帜。
从第一代iPhone到最新的iPhone 8/iPhone X，历经10年，iPhone每一代都给大家带来不同的惊喜。
iPhone十年更迭，从外观工艺看其天线设计变迁，业界都学到了很多，iPhone也一次次引领了手机行业的潮流。
一、 iPhone、iPhone3G、iPhone3GS从第一代iPhone到iPhone3G、iPhone3GS，三代后盖均采用了非金属材质，且在iPhone4边框天线设计出现前，三代产品均采用了FPC天线设计结构。
iPhone无线信号无法穿透铝合金，但可以穿透塑料，因此这代iPhone采用了电镀铝合金搭配塑料的后壳材质，是当时技术限制和审美哲学上做出的妥协。
拆开看iPhone 内部天线结构图两根连接到逻辑板的天线接线拿开电池，可以看到两根连接到逻辑板的天线接线。
注：逻辑板也叫屏驱动板，中心控制板，TCON板。
液晶屏不能直接识别主板的输出信号，主板的信号要经过逻辑板的处理再传输到液晶屏上。
拔掉连接到左边基座接口的天线连接线图天线形式采用FPC+支架图移开天线支架iPhone采用金属材质，可获得更美观、耐磨和极佳的手感体验，但同时由于金属材质本身的信号屏蔽特性，导致设备无法正常收发无线信号，所以在后续的iPhone中采用了金属与玻璃、塑料材质结合的设计方式。
iPhone 3G、iPhone 3GS多了对 3G 网络的支持，为确保无线信号稳定传输，两者也都采用了塑料外壳。
图 iPhone 3G（黑） iPhone 3GS（白）查看iPhone 3GS内部结构图发现，采用FPC设计的天线依靠铜箔辐射信号，其优点是设计上相对简单，生产成本较低，缺点是易收到五金件及装配精度影响，且iPhone 3GS的天线连接出现过不牢固的状况。
手机内置天线设计通用规则
手机内置天线设计的通用规则1.通用设计要求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。
目前手机使用频率大多介于800MHz～2GHz之间，波长相当于150～350mm左右，因此100～200mm的终端尺寸对小型天线非常有利，也就是说只要巧妙应用移动终端的机壳，就可以获得小型、高性能的天线功能。
2.天线选型原则从手机整个性能的角度来考虑，天线设计在尽可能早的参与到设计过程中，因为这可确保所有的电气元件都放在可能的最佳位置上，以最大限度地优化设备的性能。
这意味着设备制造商必须重新估计设备中天线的作用，并在考虑了其它关键元件和成本的前提下明确地得出一个最优的尺寸与性能之比。
手机天线选型规则:有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR皮法 600 7 有地 2 大 很好 低单极 350 4 无地 1 小 好 稍高折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机皮法 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用单极 不适用 不适用 不适用 适用 适用定制 适用以前天线作为一个电结构元件，长期以来一直是在开发过程硬塞进去的一个元件。
不过，为了避免被看作是“事后诸葛亮”，今天天线正逐步呈现出在设计过程中的中心作用。
随着体积尺寸继续变得越来越小，以及越来越多的连接标准需要在同一个设备中实现，天线制造商承担的在一个引人注目的设备上满足这些挑战的压力将是非常巨大的。
3. 对结构设计的要求3.1 使用尽可能大的空间：对天线性能来说，尺寸越大越好。
GSM(900/1800/1900)三频天线推荐的尺寸是20×40×8mm（PIFA，PCB单侧），或14×40×4mm（Monopole，PCB 双侧）。
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手机内置天线设计
在手机制造商中，为什么大家公认NOKIA的手机信号好呢？为什么大家都认为MOTO的手机信号好且性能稳定呢？主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天线与RF方面的设计流程的理念与国内厂商不一样。
像MOTO公司所要主张的那样，手机设计首先要保证信号好，即RF性能好；其次要保证音频性能好，话都听不清打什么电话呢？所以，在他们的初期方案中就包含了与天线相关的基于外观、主板、结构等的总体环境设计。
由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体，提供给天线的预留空间及内部的RF环境十分合理，所以天线性能优越也在情理之中。
反观国内的手机设计，负责项目管理和主持项目设计的人员对天线的认识不足，同时受结构方案和外形至上的制约，到最后来“配”天线，对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部份时间，这与包含天线的整体方案设计有本质的区别，往往就导致留给天线的面积和体积不足，或在天线下面安置喇叭、摄像头、马达、FPC 排线等元件，造成天线性能下降。
实际上，如果在方案预研和总体设计阶段，让RF 与天线方面的技术人员有效参与进来，进行有效的RF和天线设计沟通和评估，ID、结构、RF设计兼顾天线和整体性能，那么设计出优质的手机产品有什么难的呢？
一、内置天线对于手机整体设计的通用要求
主板
a.布线在关联RF的布线时要注意转弯处运用45度角走线或圆弧处理，做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。
同时RF地要合理设计，RF信号走线的参考地平面要找对（六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面），并保证RF信号走线时信号回流路径最短，并且RF信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它（主要是方便PCB布线的微带线阻抗的计算和仿真）。
PCB板和地的边缘要打“地墙”。
从RF模块引出的天线馈源微带线，为防止走线阻抗难以控制，减少损耗，不要布在PCB的中间层，设计在TOP面为宜，其参考层应该是完整地参考面。
并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计，以防短路和旁路耦合。
天线RF馈电焊盘应采用圆角矩形盘，通常尺寸为3×4mm，焊盘含周边≥0.8mm的面积下PCB所有层面不布铜。
双馈点时RF与地焊盘的中心距应在4～5mm之间。
b.布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，屏蔽盒尽量规整一体，同时少开散热孔。
最忌讳长条形状孔槽。
含金属结构的元件，如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。
对于折叠和滑盖机，应避免设计长度较长的FPC（FPC 走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰），最好两面加接地屏蔽层。
c.常见问题
对于传导接收灵敏已经满足要求（或非常优秀）但整机接收灵敏度差的情况，特别是PIFA天线，其辐射体的面积和形式还是对辐射接收灵敏度有一定的影响，可以在天线方面做改进。
整机杂散问题原因在于天线的空间辐射被主板的金属元件（包括机壳上天线附近的
金属成分装饰件）耦合吸收后产生一定量的二次辐射，频率与金属件的尺寸关联。
因此要求此类元件有良好的接地，消除或降低二次辐射。
整机杂散问题还与天线与RF模块之间的谐振匹配电路有关，如果谐振匹配电路的稳定性不好，很容易激发产生高次谐波的干扰。
机壳的设计
由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。
外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。
若有需要，应采用非金属工艺实现。
机壳内侧的导电喷涂，应止于距天线20mm处。
对于纯金属的电池后盖，应距天线20mm以上。
如采用单极（monopole）天线，面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。
电池（含电连接座）与天线的距离应设计在5mm以上。
二、手机内置天线的分类
1.PIFA皮法天线
a.天线结构
辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。
天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。
天线的位置在手机顶部。
PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
b.主板
天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。
它们对天线的电性性能有很大的负面影响.
c.天线的馈源位置和间距
一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。
2.PIFA天线的几种结构方式
a.支架式
天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。
金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。
塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。
也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。
b.贴附式
直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。
固定方式一般用热熔结构。
也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。
FPC也如此。
3.MONOPOLE单极天线
a.天线结构
辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天
线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。
天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。
天线的位置在手机顶部或底部。
MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。
缺点是SAR稍高。
不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。
b.主板
天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。
由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现
c.天线的馈源位置馈电点的位置
与PIFA方式有区别。
一般建议设计在天线的四个角上。
4.MONOPOLE单极天线的几种结构方式
a.与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。
b.PCB式MONOPOLE单极天线的辐射体采用PCB板，与主板的馈电有簧片和PIN 方式，热熔在塑胶支架上。
还可以在机壳上做定位卡勾安装。
c.特殊结构天线设计在手机顶部立面（厚度）上，用金属丝成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他们为天线设计的金属空白区域很大，实际上这是属于天线的一部分。
国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。
这种形式环境设计和天线设计均有难度，需慎重选择。
另一种是称为“假内置”的形式，相当于将外置天线移到机内，体积很小，用PCB或陶瓷材料制成。
这种天线带宽、辐射性能较差、成本高，不建议采用。
三、手机内置天线形式比较
这里简单比较一下两种主流PIFA皮法和MONOPOLE单极天线，以及分别适用的机型结构
有效面积mm2距主板mm天线投影下方天线馈源天线体积电性能SAR 皮法6007有地2大很好低
单极3504无地1小好稍高
折叠机滑盖机旋盖机直板机超薄折叠机超薄直板机
皮法适用适用适用适用不适用不适用
单极不适用不适用不适用适用适用定制适用
四、很多情况下，手机设计公司因为某一款机型的天线性能未达标，而被迫更换天线公司，结果也未尽人意，项目进程延迟。
但此时的造型、机壳模具、主板可变化的空间很小，最终勉强上市，或推翻该方案，造成很大的损失。
因此，建议在手机方案设计时，尤其在产品造型和结构设计阶段让天线工程师参与进来，对天线相关的一些方案提出建议，共同研讨，设计出比较合理的外观造型和射频环境结构，提高天线的电性能指标，使手机产品在整体性能方面有较高的品质。
希望上述内容能
对手机方案设计、特别是有关天线环境的设计有参考价值，加强手机方案设计的各专业工程师。