PIFA和MONOPOLE天线的原理和区别
PIFA天线问题总结
PIFA天线是从倒F 天线发展出来的，通常有一个馈电脚和一个接地脚，也有的人在设计PIFA 天线时会再加另外一个单独的接地脚在馈电脚附近，为了拓宽带宽。
PIFA 天线通常要求天线下面的PCB 上有地，辐射体与地之间形成电场，当天线距离PCB 有一定高度时，会形成辐射场，辐射电磁波。
单极天线通常由四分之一波长的辐射体形成。
没有地脚，只有馈电脚。
对PCB 上的地要求不如PIFA严格，比如FMA天线，要求天线必须距离PCB有一定距离，否则天线效率很难很好的发挥出来。
对于做在PCB板子上的天线来讲，PIFA天线时需要正下方有地参考平面的，而且对地面积要有要求。
一般来说双频的需要面积在600mm2左右，垂直高度7-8mm。
而单极天线来说PCB板子的天线下面部分是地要挖空的。
双频一般是8*30，高度在5mm左右。
以上只是参考！天线形式一般由手机公司根据结构决定。
从天线原理上讲：1.翻盖机、滑盖机、旋盖机：PIFA天线适用。
如采用monopole天线要放在手机尾部。
2.直板机：PIFA、monopole天线都适用。
3.超薄翻盖机、滑盖机、旋盖机：monopole天线适用，但要放在手机尾部。
PIFA天线基本不适用（视整机厚度和天线高度）。
4.超薄直板机：monopole天线适用，PIFA天线基本不适用（视整机厚度和天线高度）。
原则上PIFA也可以只有单溃点, 加地馈点是为了拓展带宽这个认识是有问题的！PIFA的接地主要目的是两个：1.增加天线在低频（8～9百兆的）特性阻抗。
如果没有接地，天线的阻抗就太低，大约一般就20～30欧姆，根本无法匹配。
但是阻抗的频率特性比较平缓。
这也就是为什么只有一个馈点的天线低频谐振浅，但是曲线变化平缓的道理。
加了接地后，相位图上就会发生从很低的阻抗在很少的频率范围内猛然上升至千、万量级，这中间自然有一个范围围绕50欧姆的。
所以有接地的天线谐振可以调得很深，但频率带宽就比较窄了。
2.微带天线通过在馈电点后方加接地壁，使得1/2波长的天线变成了1/4，天线就小型化了，但是代价就是理论上少了3dBi增益（少了一个等效狭缝天线的增益）。
PIFA与Monopole
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。
具体要求如下：1. PIFA 的高度应该不小于6.5mm；2. LCM 的connector 应该布局在主板的键盘面；3. 天线的宽度应该不小于20mm；4. 从射频测试口到天线馈点的引线的阻抗保持在50 欧姆；5. PIFA 天线的附近的器件应该尽量做好屏蔽；6. 馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;7. 馈点焊盘（pad）应该居顶靠边；8. 如果测试座布局有困难，也可以放在天线区域；9. 天线区域可适当开些定位孔。
天线论文1
手机天线的分类通信1202120900619魏炜楠摘要本文主要介绍了手机天线的分类。
手机天线分为外置天线及内置天线两大部分，其中外置天线主要为螺旋天线及PCB版螺旋天线，内置天线主要为PIFA皮法天线及MONOPLE单级天线。
文章的最后，对两种天线的异同进行了对比。
关键词内置天线、外置天线、手机天线、PIFA天线、单极天线正文传统的手机天线可以根据天线所处的位置分为外置天线和内置天线两大类。
手机天线按传统的天线单元形式可分为：单极天线、螺旋天线、PCB印制螺旋天线、微带贴片天线、缝隙天线、IFA天线和倒L天线、PIFA天线、陶瓷天线。
其中前三种一般是外置天线，后面的几种是内置天线。
一、外置天线的情况外置天线的的优点是频带范围宽、接收信号比较稳定、制造简单费用相对低；缺点是天线暴露于机体外易于损坏、天线靠近人体时导致性能变坏、不易加诸如反射层和保护层等来减小天线对人体的辐射伤害、同时对于FDD的系统，接收和发送必须使用不同的匹配电路。
传统的外置天线一般为单极天线，虽然制作简单，但是尺寸较大，不便于携带。
一般采用螺旋天线来降低天线的尺寸（法向螺旋），另外现在也开始使用印制在PCB 的螺旋天线来得到更小尺寸与各种形状的外置天线。
众所周知，螺旋线是一种慢波结构，螺旋天线实际也是一种慢波化的单极天线。
由于螺旋线的作用，减小了电磁波沿螺旋线传播的相速度，因此天线的长度可以缩短。
也正是由于螺旋线的慢波结构，使得天线的Q值高，带宽窄，天线的储能大，辐射效率降低。
PCB板螺旋天线实际是一种变形的螺旋天线，利用PCB板的介电常数进一步降低天线的尺寸而已。
这种天线还有许多种变形形式，能够实现多频、宽带的要求，有很强的灵活性，因此在外置天线中，此类天线的应用越来越广。
对于PCB布线的要求，馈电点位置的要求与外置螺旋天线相同。
不同的地方在于PIFA天线有一个距离PCB的高度的要求。
对于双频天线，要求至少大于6mm。
对于三频天线，要求至少大于7mm。
手机RF设计知识连载之——手机内置天线设计
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
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。
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 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
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手机PIFA天线原理
手机天线常用三种：1：螺旋天线，以前常用，突出一个头的外置，现在很少见。
2：PIFA天线，最常用的主流天线，NOKIA等常用3：单极性天线，主要在MOTO V3、V6上使用本文主要讲解第二种类型，PIFA天线。
PIFA天线，大家首先碰到的第一个问题就是，馈点2与地馈点怎么是短路的，注意看下图，2，3脚是短路的。
在很多人脑子中，螺旋天线和单极性天线比较好理解，就是1/4波长原理，其中一个馈点就是螺旋或者单杆，另外一极就是地了，他们的场结构非常简单，如下图，就是，可以简单等效为一个LC谐振回路，其中C特别小，一个一个的谐振回路耦合上去，最后电磁场释放到外部。
那么PIFA天线对应的模型应该是如何的，如何解释馈点与地的短路，这个对射频，尤其是天线设计者来说，是很重要的，理解了这个，他们就可以摆脱机械的操作。
说实在，现在的天线设计者，绝大部分对天线一无所知，除了几个指标，比如驻波系数比，功率等级，方向性等。
其他的就是实验，按模板不停的修改天线，直到出来效果即可，原理他们完全不懂。
PIFA天线等效图如上，由L2与C1构成一个偏向电容性的谐振，之后与L1电感谐振，这样大家就可以理解为什么馈点跟地看上去短路了一样。
说穿了，就是通过L1，L2，C1把传输线过来的能量升压到C1上，之后利用C1这个场空间把电磁场能量释放出去，所以对C1来说，必需要求上面的铜皮跟地之间有一定的高度，一般不小于7mm，最少不低于5mm。
为了提高天线频带，往往再引入C2，也就是第一个图上面的第一脚，也就是引入一个地，这样让电场有更广泛的辐射。
学员中小郭提出，为什么手机板短的信号一般不如手机板长的信号号，比如说有些手机板，之后5CM长，信号就不如11CM长的手机板天线更容易调试，这个其实可以用PIFA天线的场结构非常好的解释，因为手机板长的天线，C2范围特别宽，对应的电场波长也比较长，更容易辐射GSM 900MHz的信号出去。
此外小郭又提出，问什么PIFA天线稳定性好于单极性天线，但灵敏度低于单极性天线。
手机内置天线知识-100223讲解
天线是作为一个整体，提供(tígōng)给天线的空间及内部环境十分合理，所以天线性能优越也
在情理之中。所以前期手机厂商和天线厂商之间的协作评估是十分重要的。
反观国内的手机设计，各方面的工程师对天线的认识不足，同时受外形至上和结构方案
的制约，到最后来“配”天线，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
给天线的面积和高度不足，或天线周围环境复杂（在天线下面安置喇叭、摄头、振子等元
件），造成天线性能下降。实际上，这些我们在评估阶段双方进行有效沟通，手机ID、结构、
射频设计兼顾天线和整体性能的基础上，是可以创造优质的手机产品的。
精品资料
天线(tiānxiàn)的基本概念
天线是无线移动通信系统中必需的器件，既可以将微波传输线上导行波的电磁能量以电 磁波的形式发射出去，也可以将外部电磁波转化为馈线的导行波输送给接收机。从本质上讲， 天线是一种换能/转换装置，它是外部空间电波/电磁场与内部电路联系的桥梁和纽带，没 有天线也就没有无线通信。
工程上常以通频带与中心频率的比值作为相对带宽。天线带宽主要决定于天线型式和结
构。当频率变动时，天线、馈线之间的阻抗不匹配会引起馈线上驻波系数增大。若规定 容许驻波系数变化极限，便可确定天线的带宽。对一般线天线，如规定驻波系数为 1.5～2时，其相对带宽约为百分之几；天线带宽可以通过多种技术增大，如使用较粗的 金属线，使用金属“网笼”来近似更粗的金属线。对于粗天线，带宽可达百分之几十。
用圆极化天线接收任一线极化波，或者，用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，
也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。当接收天线的极化方向与来波 的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆 极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况 下极化损失为最大，称极化完全隔离。
PIFA天线和MONOPOLES天线设计注意事项及比较
PIFA天线基本注意：1：天线空间一般要求预留空间：W ，L，H其中W（15-25mm）L(35-45mm),H(6-8mm) 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20mm×30mm×7mm。
双频（GSM/DCS）：600 ×6～8mm三频（GSM/DCS/PCS）：700 ×7～8mm满足以上需求则GSM频段一般可能达－1～0dBi，DCS/PCS则0～1dBi。
当然高度越高越好，带宽性能得到保证。
2：内置天线周围七毫米内正下方不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。
有时候有摄相头出现，这时候应该把天线这块挖空，尽量做好摄相头FPC的屏蔽（镀银糨）否则会影响到接收灵敏度。
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，且相互边缘距离七毫米以上。
6：内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。
7：手机PCB的长度对PIFA天线的性能有重要的影响，目前直板机天线长度75-105mm之间这个水平，8：馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;馈点应该靠边缘。
9. 天线区域可适当开些定位孔！10 在目前的有些超薄的滑盖机中，由于天线高度不够，可以通过挖空PIFA天线下方主板的地，然后在其背面在加一个金属的片，起到一个参考地的作用，达到满足设计带宽的要求。
MONOPOLAR (假天线)天线体积稍小、性能较差，一般不建议采用。
具体要求如下：1.内置天线周围七毫米内不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。
2.天线的宽度应该不小于15m；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，且相互边缘距离七毫米以上。
天线论文
手机天线摘要：本文讲述了手机天线的分类，分为内置天线和外置天线两大部分。
其中，外置天线包括PIFA皮法天线、MONOPOLE单极天线等，外置天线主要有单极天线和螺旋天线，并对两种天线进行比较，了解手机天线设计要求。
关键词：手机天线外置天线内置天线设计要求正文：传统的手机天线可分为内置天线和外置天线两大部分。
手机天线的结构与形式有外置式：¼波长鞭状、¼波长伸缩式（振子螺旋天线组合）、螺旋。
内藏式：微带缝隙、微带贴片、介质、背腔式、铁氧体式。
一、手机内置天线1. PIFA皮法天线辐射体面积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。
2、MONOPOLE单极天线辐射体面积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。
不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。
3、内置天线的特点（1）内置微带天线可集成到印制电路板和外壳上，在手机内部，不额外增加设备尺寸；（2）采用屏蔽技术来屏蔽天线，SAR值非常小；同时提高对垂直和水平极化波的接收灵敏度，实现更好的全向辐射特性；二、手机外置天线1、单级天线单级天线虽然制作简单，但其尺寸较大，不易携带，故一般不使用。
2、螺旋天线螺旋天线实际上也是一种慢波化的单级天线。
由于螺旋线的作用，减小了电磁波沿螺旋线的传播速度，因此缩短了天线的长度。
螺旋天线的慢波结构使得天线的Q值增高，带宽窄。
天线的储能大，辐射效率降低。
3、PCB板螺旋天线实际是一种变形的而螺旋天线，利用PCB板的介电常数进一步降低天线的尺寸。
傻瓜东东4浅谈PIFA ------- PIFA天线的带宽
PIFA天线的带宽PIFA天线的带宽，我们一般认识的PIFA天线相对于Monopole天线的工作频带较窄，在实际测量也反映了这一点。
我们从以下几个方面计论1．带线尺寸在《PIFA天线的推论及计算方法》一文中说到PIFA 天线是由波导的馈源演变而来。
而波导馈源有其足够的频率带宽，这主要是由于微波在波导内的传输，其可以通过多次工作模式传输，只是在经过足够长距离的传输后，其高次工作模式被衰弱到很小而以，所以波导线本身是一个宽频率带宽的传输线，由波导腔构成的谐振腔则也有足够的频率带宽，只是因波导腔长度的不同，会引起谐振腔的驻波、效率的略微变化而以。
对于PIFA天线，它的传输线是平面带线或者是微带线。
以微带线为例，无论在理论分析上，还是实际测量证明，微带线在严格意义上是一个窄带传输线。
我们一般认为微带线是一个线，它在作传输时是作为传输功能，用作在振荡时是作为谐振线（类似于波导谐振腔）。
在用作传输时，它的长短影响其在传输系统的参数，而微带线的宽只是影响微带线的特性阻抗；但对于PIFA天线中的微带谐振线来讲（从馈源到接地短路端Lo，见下图），其从S端到G端的线长度Lo直接影响PIFA天线的谐和振频率；在《PIFA天线的推论及计算方法》一文中说到，从下图中可以看到，当带线的宽度W为0时，PIFA天线将工作在一个点频上，而在带线的宽度W不为0时，则从S端到G端的线长就有很多个值，这就会使PIFA天线工作在一个频率宽度上。
所以，当微带线在作为谐振线使用时，其宽度W已不仅仅影响微带线的特性阻抗，还影响到谐振带宽；并且微带线的宽度W越宽，则PIFA 天线的工作频率带宽也就越宽。
2．带线走向、图形我们在《关于PIFA天线调试》一文中提到，天线设计师在特定设计PIFA天线时，由于手机结构、外形等条件的局限，PIFA天线的形状是各式各样的。
而PIFA天线的形状对天线的工作带宽是有影响的。
我们在设计微带天线时，为使天线有效高的工作效率和频带，以尽可能让电流分布均匀而分散作为设计原则。
手机PIFA天线的辐射原理和辐射特性
（2） U 型开槽 PIFA 天线 U 型开槽的 PIFA 天线如下图所示。
在这种开槽方式下，较低的谐振频率与 L 型开槽类似，但较高谐振频率可以表示 为以下的封闭公式：
而影响谐振频率和阻抗带宽最关键的因素是： W：辐射单元的宽度； L：辐射单元的长度； W2：内部辐射单元的宽度； L2：内部辐射单元的长度； 下表给出了以上参数对 U 型开槽的 PIFA 天线性能的影响。
手机 PIFA 天线的辐射原理和辐射特性
一、 引言
多年来，大多数手机天线都一直在沿用一种传统的 PIFA 天线设计方案。目前市面 上可以看到的手机内置天线，有 60－80％都是采用这种天线设计。所以，这一讲主要 介绍这种天线的辐射原理和辐射特性。 二、 PIFA 天线的基本结构
PIFA 天线的英文全名是 “Planar Inverted F-shaped Antenna” ， 即 “平面倒 F 型天线” 。 由于整个天线的形状像个倒写的英文字母 F，故得名。其基本结构是采用一个平面辐 射单元作为辐射体，并以一个大的地面作为反射面，辐射体上有两个互相靠近的 Pin 脚，分别用于接地和作为馈点。
为适应手机多频段工作，需要内置天线实现多频段工作。PIFA 天线实现多频段工 作，可以通过使用双馈点，或通过在 PIFA 天线上采用开槽的技术来实现。使用双馈 点时调谐频率调谐范围往往受到一定的限制，因此实际手机中的多频段多采用开槽的 方式实现多频工作。此处我们以 PIFA 天线中通常使用的两种开槽：L 型开槽和 U 型
有关 PIFA 天线的若干定性结论
根据以上各种近似模型，已有不少文献中对 PIFA 天线进行近似分析，并得到很多 有指导意义的结论。假设分析采用的 PIFA 天线结构参数如下图所示，则以下将总结 相关结论。
PIFA天线问题总结
PIFA天线是从倒F天线发展出来的，通常有一个馈电脚和一个接地脚，也有的人在设计PIFA天线时会再加另外一个单独的接地脚在馈电脚附近，为了拓宽带宽。
PIFA天线通常要求天线下面的PCB上有地，辐射体与地之间形成电场，当天线距离PCB有一定高度时，会形成辐射场，辐射电磁波。
单极天线通常由四分之一波长的辐射体形成。
没有地脚，只有馈电脚。
对PCB上的地要求不如PIFA严格，比如FMA天线，要求天线必须距离PCB 有一定距离，否则天线效率很难很好的发挥出来。
对于做在PCB板子上的天线来讲，PIFA天线时需要正下方有地参考平面的，而且对地面积要有要求。
一般来说双频的需要面积在600mm2左右，垂直高度7-8mm。
而单极天线来说PCB板子的天线下面部分是地要挖空的。
双频一般是8*30，高度在5mm左右。
以上只是参考！天线形式一般由手机公司根据结构决定。
从天线原理上讲：1.翻盖机、滑盖机、旋盖机：PIFA天线适用。
如采用monopole天线要放在手机尾部。
2.直板机：PIFA、monopole天线都适用。
3.超薄翻盖机、滑盖机、旋盖机：monopole天线适用，但要放在手机尾部。
PIFA天线基本不适用（视整机厚度和天线高度）。
4.超薄直板机：monopole天线适用，PIFA天线基本不适用（视整机厚度和天线高度）。
原则上PIFA也可以只有单溃点,加地馈点是为了拓展带宽这个认识是有问题的！PIFA的接地主要目的是两个：1.增加天线在低频（8～9百兆的）特性阻抗。
如果没有接地，天线的阻抗就太低，大约一般就20～30欧姆，根本无法匹配。
但是阻抗的频率特性比较平缓。
这也就是为什么只有一个馈点的天线低频谐振浅，但是曲线变化平缓的道理。
加了接地后，相位图上就会发生从很低的阻抗在很少的频率范围内猛然上升至千、万量级，这中间自然有一个范围围绕50欧姆的。
所以有接地的天线谐振可以调得很深，但频率带宽就比较窄了。
2.微带天线通过在馈电点后方加接地壁，使得1/2波长的天线变成了1/4，天线就小型化了，但是代价就是理论上少了3dBi增益（少了一个等效狭缝天线的增益）。
天线设计(改)
折叠分支结构三频平面倒F天线(PIFA)设计S1008006 徐丽1.PIFA天线简介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。
平面倒F天线(PIFA)因其具有尺寸小，重量轻且后向辐射小等优点而成为目前内置天线的主要形式。
PIFA的结构示意图如下：图1 PIFA结构示意图PIFA的演变过程可以从技术和理论两个不同的方面考虑。
从技术方面来说，它是由单极天线演变而来；从理论方面，PIFA可以由微带天线理论发展而来。
下面详细介绍。
1)由单极天线演变而来传统的手机天线一般是单极或偶极天线，制作简单，但尺寸较大不易共形。
将单极子折倒形成倒L天线。
倒L天线剖面较低，也有着比较好的全向辐射特性。
但由于将振子折倒从而形成了对地电容分量，其输人阻抗呈现低阻值高阻抗的特性，难以进行阻抗匹配。
为了平衡倒L天线由于振子折倒而形成的对地容抗分量，在振子弯折处加载短路结构。
该短路结构所具有的感性分量补偿振子弯折所形成的对地容性分量，从而在不改变天线谐振频率的同时，达到变换阻抗的目的。
但是由于线形倒F天线频带窄，通常不到中心频率的百分之一，为了展宽频带，用平板结构来代替导线部分。
由于平面部分相当于许多线形天线阻抗的并联，因此平面型天线比线形天线的输入阻抗要低一些，产生了宽带的谐振特性。
从而形成了平面倒F天线。
上述内容可用图2生动表示：图2 PIFA的演变过程2)由微带天线演变而来平面倒F天线也可以看作是从矩形微带天线发展而来的，其典型结构包括一个矩形金属片（辐射贴片）、一个接地板（通常是电路板），采取同轴线馈电或微带馈电。
另外考虑到宽频、小型化等特性要求，还要有一个置于矩形辐射贴片短边边缘处的短路金属片（相当于短路加载）。
手机天线设计
手机天线设计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。
手机传统天线简述
一 ，天线材料的选择 二， 天线结构尺寸，以及摆放位置 三， PCB 板长度的选择 四， 头手对天线影响，以及天线辐射对人体的影响—SAR 五， 设计要领 六， 图表总结
一 天线材料的选择
天线的材料包括：介质基板（即塑胶支架），辐射片（铜片或钢片），接触片（弹 片或顶针）。
放置转轴的 2 处以及主板置下端 3 处时，都可以接受。 提醒：翻盖手机如 LCD 与主板只有 FPC 连接时，两者地平面接触较差，此 时优先采用上，下 PIFA 形式；如果能够像 V3 一样做到主板地和显示板地的非常 好的接触，那么就采用上 PIFA，下 MONOPOLE。 2．3 Slider Phone——滑盖手机
三 PCB 板长度的选择
The length of the phone Chassis has a considerable effect on the performance of the antenna. 手机的长度对于天线的性能有着显著的影响----PCB 长度对增益影响
Vertically polarised gain [dBi]
滑盖手机天线的位置： 放置于滑盖面壳顶端处（1 处）时，除了同有翻盖机 1 处的缺点外，另外
致命的问题是当滑盖合拢时，信号都被屏蔽起来了。 放置于滑盖转轴处时（2 处）时，勉强可以采用，但是手的影响以及滑盖
FPC 的影响，会引起天线性能变差 放置于主板底端时，是最合适的。提醒：滑盖手机与直板近似，一般采用
MONOPOLE 优 先 滑轨处 PIFA 优先
因为机器厚度限 制，一般只能选 择 MONOPOLE 天 线，而 MONOPOLE 放在下面会比较 合适
天线尺寸
金属材质 和触点 接触方式
PIFA和MONOPOLE天线的原理和区别
PIFA和MONOPOLE天线的原理和区别2007-10-19 14:241。
PIFA天线是微带天线演变而来。
很多的英文资料介绍Patch Antenna，建议看看基本原理。
最简单的patch天线是一个金属片平行放置于地平面上，用同轴线或者微带线馈电即可。
其辐射主要靠边缘场。
假设该天线平行于大地放置，其形状为矩形，长边左右摆放，长边的长度为1/4波长。
如果左边缘的场是从patch到地，那么右边缘刚好反向从地到将左右两个边缘的电场分解成水平和垂直分量，你会发现垂直分量抵消，水平分量加强。
这样将会产生平行于地平面的线极化远场。
就手机而言，pifa天线的主极化一般是平行于手机主地平面。
此时，可以得到两个基本结论，1）这种天线的谐振波长为贴片长边的4倍（实际中请考虑介质的波长缩短效应，正比于1/sqrt(epsilon)；2）这种天线的辐射主要靠边缘。
而边缘的场越往外倾斜，辐射越好（开放场）。
这就是为什么PIFA天线的高度如此重要的原因。
2。
加一个接地片（很多加在馈电附近）后，从微观角度来看贴片上的电流将改变流向，部分电流从右侧会流回来再回到地。
这样天线的谐振频率就会降低，一般波长会在4倍于贴片长边和短边之和左右（同样要考虑波长缩短效应）。
从另一个角度来说，馈电柱与短路柱是一段双线传输线。
它将变换天线的阻抗。
是一种变压器效应，它将部分容抗变换成感抗，从而使整个天线形成谐振。
这段线越长（极限是长到1/4波长）其变化效果越明显（越敏感，实际中就是天线的高度增加）。
传输变换原理大家应该清楚。
当改变馈电柱和短路柱的横向尺寸或者他们之间的距离时，实际上你是在改变该段传输线的特征阻抗。
也就相应地改变变换公式中平方的那部分。
这就是为什么我们常说馈电电和短路的改变将比较大的改变天线的阻抗。
同时也是为什么说PIFA天线一般可以不要匹配电路可以优化的（事实上，加匹配有时候会反而降低天线的传输性指标）。
3。
这个问题的解释是要配上图可能会更清楚。
PIFA,IFA,MONO天线对比
手机天线主要可以分为PIFA天线，单极天线，现在随着调试难度的增加，新添了一种IFA天线。
PIFA天线PIFA天线对天线高度和面积有相当的要求一般双频高度要求在5mm以上，面积满足400平方mm四频天线建议高度在7以上，面积满足500平方mm虽然PIFA要求天线空间较大，但是PIFA天线与别种天线相比有自己有优点1，天线稳定性好，天线面积高度控制得当，不会因为小的差异导致手机性能变化2，天线主要所在面（尽可能高）天线抗干扰能力强，天线附近允许存在一定的金属器件，手机外壳允许存在金属装饰（金属环）3，SAR值测试相对好过（国内水货机测试较少）单极天线单极天线出现于PIFA天线之后，在手机外壳越来越小的市场前提下应之而出的一个产物单极天线又称MONOPOLE天线，对天线自身的空间要求与PIFA天线相比要求降低很多，主要是要看主板设计时所留净空位置（PCB边缘至镂空边缘距离或镂空到天线的距离），一般来说双频天线要求天线净空大于4mm，面积大于260平方mm四频则相对更高，要求天线净空大于6mm,面积大于300平方mm与PIFA天线相比1，单极天线更加适应目前日趋小薄得手机ID设计，较小的空间设计出满足性能要求的手机天线。
2，单极天线受周边金属器件和金属装饰影响较大，要求天线附近不得存在大金属器件，如SPK,CAMRE,马达，TV拉杆等，且前壳金属环对天线影响很大。
天线主要所在面要求尽可能远离金属IFA天线IFA天线可以看做MONOPOLE天线的衍生，一般是在一高度和面积很难满足PIFA天线要求，且天线周边净空不是很好的情况下，根据具体情况调试得出。
与PIFA天线相比，IFA天线一般多是作在支架斜面和侧面（PIFA天线一般做于支架平面）与单极天线相比，IFA天线采用双腿（一馈电点，一地点），采用的面积与走法大致相同。
PIFA天线与单极天线有何区别
4：手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。
5：内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。
6：内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。
7：手机PCB的长度对PIFA天线的性能有重要的影响，目前直板机天线长度75-105mm之间这个水平，
G) 应剪掉 GND 的一角，大小为 C2.5。
H) FPC 等放在给电一侧。
I) 天线距离 RF Connector 最好在 3mm。
C) 天线的正下方不要放置电线，如 FPC、焊线等。
J) 天线距离 hinge 要 3mm 以上。
K）天线下面如果要放元器件，元器件距离 PCB 要 3mm 以上。
3：陶瓷天线．
总结：
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，特别是在目前市场流行的超薄超小的直板机发挥重要作用
IFA其实是由Monopole天线多加一个接地的馈点实现的，其要求的环境和单极天线一样，要求天线的投影区要净空等。PIFA天线和IFA天线都是有两个馈脚，一个接地，一个馈电，但是PIFA天线并不要求天线的投影区净空，而对天线的面积和高度的要求比较高一点，面积一般要求在650以上，高度在6mm以上。
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。
手机天线分析
第三讲对称振子和接地短鞭天线一、概述1．手机通常使用的天线有四种类型：（1）PIFA天线：即平面倒F天线，这种天线的基本组成形式是互相平行的平面辐射单元和接地面，在辐射单元上彼此靠近的位置有一个接地的短路片和一个馈电片。
（2）单极子变形天线：即类似于外置天线的变形，它只有一个馈电的接触弹片，内部可以有多种几何结构形式。
（3）PCB板天线：这种天线也可以认为是单极子天线的变形，只是将天线辐射体做在PCB板上。
这种天线可以为外置，由PCB走线和过孔共同绕成螺旋状，也可以是内置形式，并允许多种几何结构。
（4）陶瓷介质天线：即将天线做在高介电常数的陶瓷材料上，从而达到减小尺寸的目的。
手机蓝牙天线多采用陶瓷介质天线的形式。
2．所有手机天线都可以认为是从对称振子和接地单极子天线的基础上发展而来，所以这一讲主要给出对称振子和接地单极子天线的理论分析。
二、对称振子（Dipole）天线1．对称振子的结构对称振子由两根同样粗细、同样长度的直导线构成，在中间的两个端点馈电。
每根导线的长度是，它又称为对称振子的臂长。
在谐振条件下，为四分之波长。
这种天线结构简单，适用于多个波段。
它可以作为独立的天线使用，也可以作为复杂天线（如天线阵）的单元或面天线的组成部分（如馈源）。
手机使用的所有天线都可以以这种天线为出发点作进一步的分析。
2．对称振子分析对称振子的分析可以采用集总等效电路法。
可以将它看做由终端开路的两根长导线的电流分布张开所形成。
无耗开路长线上的电流是正弦分布的，对称振子上的电流也近似按正弦分布，波型与臂长的电长度有关。
取对称振子中心为坐标原点，振子轴沿x轴，则对称振子的电流分布可以近似表示为：（1）其中是波腹电流，是对称振子的电流传输相移常数，（是振子上的波长），如果不考虑损耗，则，其中和分别是自由空间的相移常数和波长。
（1）式还可以写成：（2）全长的对称振子称为全波振子，全长为的对称振子称为半波振子。
实际使用的振子都是半波振子。
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PIFA和MONOPOLE天线的原理和区别
1。
PIFA天线是微带天线演变而来。
很多的英文资料介绍Patch Antenna，建议看看基本原理。
最简单的patch天线是一个金属片平行放置于地平面上，用同轴线或者微带线馈电即可。
其辐射主要靠边缘场。
假设该天线平行于大地放置，其形状为矩形，长边左右摆放，长边的长度为1/4波长。
如果左边缘的场是从patch 到地，那么右边缘刚好反向从地到将左右两个边缘的电场分解成水平和垂直分量，你会发现垂直分量抵消，水平分量加强。
这样将会产生平行于地平面的线极化远场。
就手机而言，pifa天线的主极化一般是平行于手机主地平面。
此时，可以得到两个基本结论，1）这种天线的谐振波长为贴片长边的4倍（实际中请考虑介质的波长缩短效应，正比于1/sqrt(epsilon)；2）这种天线的辐射主要靠边缘。
而边缘的场越往外倾斜，辐射越好（开放场）。
这就是为什么PIFA天线的高度如此重要的原因。
2。
加一个接地片（很多加在馈电附近）后，从微观角度来看贴片上的电流将改变流向，部分电流从右侧会流回来再回到地。
这样天线的谐振频率就会降低，一般波长会在4倍于贴片长边和短边之和左右（同样要考虑波长缩短效应）。
从另一个角度来说，馈电柱与短路柱是一段双线传输线。
它将变换天线的阻抗。
是一种变压器效应，它将部分容抗变换成感抗，从而使整个天线形成谐振。
这段线越长（极限是长到1/4波长）其变化效果越明显（越敏感，实际中就是天线的高度增加）。
传输变换原理大家应该清楚。
当改变馈电柱和短路柱的横向尺寸或者他们之间的距离时，实际上你是在改变该段传输线的特征阻抗。
也就相应地改变变换公式中平方的那部分。
这就是为什么我们常说馈电点和短路点的改变将比较大的改变天线的阻抗。
同时也是为什么说PIFA天线一般可以不要匹配电路可以优化的（事实上，加匹配有时候会反而降低天线的传输性指标）。
3。
这个问题的解释是要配上图可能会更清楚。
的确有些问题是要有坚实的理论基础以及现实经验才会有比较深的理解的。
建议朋友们工作时一定要扎实。
以我个人经验具体做法是：实际工作中的数据要仔细分析，当发现不一样就要找为什么。
这里的不一样可能是这次的结果和上次的不一样，也可以是结果与你想象的不一样，还可以是你的结果和别人的结果不一样。
当你找到了为什么不一样的原因后，你就会有较深的理解，同时你就进步了。
有时候要想搞清楚‘不一样’，需要很多其他的知识，你也要想办法去学习（复习），相应地也就增加了你的知识面。
monopole中文意思为单极子，然而其实际工作原理并不如其名字一样。
先从短偶极子说起，其两臂上的电荷一正一负并成正弦变化时，也就产生了交变电流（场），对外辐射。
半波振子，上下臂各四分之一波长。
上下臂的电流大小对称流向相同（正负电荷成对），电流强度分布是从中间馈电点处向两端点逐步由大到小。
馈点处电流最大，电阻（因为正好谐振没有电抗）最小。
这样的天线为平衡天线（天线上电流上下臂平衡）。
现在去掉偶极天线的一臂，将另一臂换成无穷大地，大地对场的反射，根据镜像
原理，一正电荷将在其镜像处感应出一负电荷，此时，天线的上臂将产生一镜像，该镜像上的电流分布完全等同于偶极天线的下臂，在这种情况下，我们称这种天线为单极天线。
对于无穷大地其辐射图等同于偶极子。
如果将地逐步缩小，将无法行程理想镜像，下面地的电流分布将发生变化。
现今的手机，体积越来越小，机体再不能看成是大地，机体越小，手机中的单极天线受手机影响越大，因为手机俨然成为了天线的另一臂了。
这种天线是非平衡天线。
天线（系统）上电流分布将明显受手机体的影响。
当手机的最大尺寸小于系统最小频率的四分之一波长时，天线系统将无法在该频点处产生谐振。
如AMPS、PCS双频系统设计，AMPS频段就要求机体长度至少达到824MHz的四分之一波长。
手机越小，天线越容易受翻盖的影响，等等。