手机天线设计汇总(飞图科技).
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见右图
2017/10/9 17
57
38
PIFA馈点的设计
一、天线馈点应尽量靠近 PCB的边缘，尺寸建议 2X3(mm)，如右图黄色区 域。馈点和接地点之间的 距离与天线的阻抗有关系， 建议其尺寸不要太大，2－ 3mm即可。 二、馈点下边缘与PCB地之 间的距离≥2mm
Feed PAD
Ground PAD
2017/10/9 3
二、天线功能
天线的主要功能是：接收和发射电磁波。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电 缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。 电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收 很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接 收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要 的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。 手机不间断地与基站联系，依靠天线接收和发射天 磁波，天线释放出的电磁辐射功率约440微瓦/平方 厘米，天线的设计在结构上需要考虑天线的效率和 SAR，对于各频段天线效率基本要求在30%以上。 较高客户要求在45％以上。
2017/10/9 5
SAR在结构中解决办法
天线的性能和SAR是一对矛盾 体。天线性能越好，SAR越不 容易通过标准指标。所以设计 天线时尽量将天线头部远离接 听电话时人体的脑部。有时候 需要设计成倾斜的；有时候将 天线放在手机的底部；或者涂 导电涂料来解决SAR(但是对 天线的性能有影响)。
2017/10/9
Monopole Antenna Chipset Antenna
2017/10/9
8
四、天线设计注意事项
A、 外置天线空间要求
CDMA: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS&PCS: 线圈尺寸Ø5.2*15mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm
6
三、天线的类型
按外观分类： 1、外置天线 2、内置天线(重点介绍) 按手机通讯制式分为： 1、GSM:850MHz/900MHz 2、DCS:1800MHz 3、PCS:1900MHz 4、CDMA1X:800MHz 5、WCDMA:2100MHz
2017/10/9 7
内置天线主要种类
PIFA Antenna
飞图科技有限公司
手机天线设计
主讲：郑宗波
2017/10/9
1
目录
一、天线的由来 二、天线的功能 三、天线的类型 四、天线设计注意事项 五、金属器件对天线的影响 六、天线支架设计 七、支架和天线的材料 八、相关术语介绍
2017/10/9
2
一、天线的由来
人与人之间的通信最早是通过声 音，随着长距离通信的需求，出 现了用信号旗及狼烟通信。这些 都在可视的范围内，随着人类的 进步，电磁辐射的发现及研究才 有了当今快速的通信，当然离不 开天线。 天线是移动通信系统中重要的组 件。它负责发射及接收电磁波。 设计天线的理论基础是Maxwell 方程组。它把电与磁导入到同一 个电磁场理论中去。
2017/10/9 4
手机天线主要技术指标
手机频率：指手机的频段，GSM，DCS…… 回波损耗：当天线和馈线不匹配时，也就是天线 阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈 线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未 被吸收的部分能量将反射回去形成反射波。 TRP/TIS：指天线的辐射功率和天线的全向接收灵 敏度。 驻波比：指模块输入的驻波系数和天线反射的驻 波系数之间的比值。驻波比值要≤1.5最好。 SAR：每千克的物质在单位时间内人体头部接受的 电磁能量。
2017/10/9 11
PIFA天线设计参考
Ground PAD
w=15~25
Feed PAD
L=35~40
Antenna
H=6~8
Ground
2017/10/9 12
C、Monopole天线空间要求
PHS: Ground镂空5mm 天线空间25*5mm CDMA: Ground镂空5mm 天线空间30*5mm GSM&DCS: Ground镂空7mm 天线空间30*8mm GSM&DCS&PCS: Ground镂空8mm 天线空间30*8mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间30*10mm GSM&DCS&PCS&CDMA&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间35*10mm
2017/10/9 9
外置天线图片
2017/10/9
10
B、PIFA天线空间要求
PHS: H>6.5mm A>200mm² CDMA: H>7.0mm A>400mm² GSM&DCS: H>7.0mm A>500mm² GSM&DCS&PCS: H>7.0mm A>550mm² GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>7.5mm A>650mm² CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>8.0mm A>750mm²
2017/10/9
18
Monopole馈点的设计
一、单极天线一般为单馈电，尺 寸大小为2X3(mm)。PAD下边缘 距离PCB地最好≥5mm。 二、对于一些极限情况，如天线 空间很小，周边器件较多等，可 以加一个馈地点用来拓展带宽， 具体位置视不同手机而定。
2017/10/9
13
Monopole天线设计参考
1、天线垂直PCB装配
2017/10/9
14
2、天线平行PCB装配
2017/10/9
15
手机内置天线比较
PIFA和单极天线的综合比较
有效面积 mm² 距主板器 件位置 mm 天线投 影下方 天线 馈源 天线 体积 天线 性能 SAR
PIFA
单极
约为600
约为300
Βιβλιοθήκη Baidu
7
5
有地
无地
2
1
大
小
很好
好
低
高
PIFA和单极天线适合机型比较
直板机 PIFA 单极
2017/10/9
翻盖机 适用 不适用
滑盖机 适用 不适用
折叠机 适用 不适用
超薄直板机 不适用 适用
超薄折叠机 不适用 适用
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适用 不适用
主板设计(主要是内置天线)
手机PCB的尺寸对天线影 响很大，(直板机)一般要 求长在90-120mm左右， 宽在35-50mm左右。 某些超薄机出于设计考虑， 尺寸很短，建议在电池下 面铺金属板，与PCB 充分 连接，保证PCB的尺寸相 应长度。
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PIFA馈点的设计
一、天线馈点应尽量靠近 PCB的边缘，尺寸建议 2X3(mm)，如右图黄色区 域。馈点和接地点之间的 距离与天线的阻抗有关系， 建议其尺寸不要太大，2－ 3mm即可。 二、馈点下边缘与PCB地之 间的距离≥2mm
Feed PAD
Ground PAD
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二、天线功能
天线的主要功能是：接收和发射电磁波。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电 缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。 电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收 很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接 收机。可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要 的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。 手机不间断地与基站联系，依靠天线接收和发射天 磁波，天线释放出的电磁辐射功率约440微瓦/平方 厘米，天线的设计在结构上需要考虑天线的效率和 SAR，对于各频段天线效率基本要求在30%以上。 较高客户要求在45％以上。
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SAR在结构中解决办法
天线的性能和SAR是一对矛盾 体。天线性能越好，SAR越不 容易通过标准指标。所以设计 天线时尽量将天线头部远离接 听电话时人体的脑部。有时候 需要设计成倾斜的；有时候将 天线放在手机的底部；或者涂 导电涂料来解决SAR(但是对 天线的性能有影响)。
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Monopole Antenna Chipset Antenna
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四、天线设计注意事项
A、 外置天线空间要求
CDMA: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS&PCS: 线圈尺寸Ø5.2*15mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm
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三、天线的类型
按外观分类： 1、外置天线 2、内置天线(重点介绍) 按手机通讯制式分为： 1、GSM:850MHz/900MHz 2、DCS:1800MHz 3、PCS:1900MHz 4、CDMA1X:800MHz 5、WCDMA:2100MHz
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内置天线主要种类
PIFA Antenna
飞图科技有限公司
手机天线设计
主讲：郑宗波
2017/10/9
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目录
一、天线的由来 二、天线的功能 三、天线的类型 四、天线设计注意事项 五、金属器件对天线的影响 六、天线支架设计 七、支架和天线的材料 八、相关术语介绍
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一、天线的由来
人与人之间的通信最早是通过声 音，随着长距离通信的需求，出 现了用信号旗及狼烟通信。这些 都在可视的范围内，随着人类的 进步，电磁辐射的发现及研究才 有了当今快速的通信，当然离不 开天线。 天线是移动通信系统中重要的组 件。它负责发射及接收电磁波。 设计天线的理论基础是Maxwell 方程组。它把电与磁导入到同一 个电磁场理论中去。
2017/10/9 4
手机天线主要技术指标
手机频率：指手机的频段，GSM，DCS…… 回波损耗：当天线和馈线不匹配时，也就是天线 阻抗不等于馈线特性阻抗时，负载就只能吸收馈 线上传输的部分高频能量，而不能全部吸收，未 被吸收的部分能量将反射回去形成反射波。 TRP/TIS：指天线的辐射功率和天线的全向接收灵 敏度。 驻波比：指模块输入的驻波系数和天线反射的驻 波系数之间的比值。驻波比值要≤1.5最好。 SAR：每千克的物质在单位时间内人体头部接受的 电磁能量。
2017/10/9 11
PIFA天线设计参考
Ground PAD
w=15~25
Feed PAD
L=35~40
Antenna
H=6~8
Ground
2017/10/9 12
C、Monopole天线空间要求
PHS: Ground镂空5mm 天线空间25*5mm CDMA: Ground镂空5mm 天线空间30*5mm GSM&DCS: Ground镂空7mm 天线空间30*8mm GSM&DCS&PCS: Ground镂空8mm 天线空间30*8mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间30*10mm GSM&DCS&PCS&CDMA&WCDMA: Ground镂空12mm 天线空间35*10mm
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外置天线图片
2017/10/9
10
B、PIFA天线空间要求
PHS: H>6.5mm A>200mm² CDMA: H>7.0mm A>400mm² GSM&DCS: H>7.0mm A>500mm² GSM&DCS&PCS: H>7.0mm A>550mm² GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>7.5mm A>650mm² CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>8.0mm A>750mm²
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Monopole馈点的设计
一、单极天线一般为单馈电，尺 寸大小为2X3(mm)。PAD下边缘 距离PCB地最好≥5mm。 二、对于一些极限情况，如天线 空间很小，周边器件较多等，可 以加一个馈地点用来拓展带宽， 具体位置视不同手机而定。
2017/10/9
13
Monopole天线设计参考
1、天线垂直PCB装配
2017/10/9
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2、天线平行PCB装配
2017/10/9
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手机内置天线比较
PIFA和单极天线的综合比较
有效面积 mm² 距主板器 件位置 mm 天线投 影下方 天线 馈源 天线 体积 天线 性能 SAR
PIFA
单极
约为600
约为300
Βιβλιοθήκη Baidu
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有地
无地
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大
小
很好
好
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高
PIFA和单极天线适合机型比较
直板机 PIFA 单极
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翻盖机 适用 不适用
滑盖机 适用 不适用
折叠机 适用 不适用
超薄直板机 不适用 适用
超薄折叠机 不适用 适用
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适用 不适用
主板设计(主要是内置天线)
手机PCB的尺寸对天线影 响很大，(直板机)一般要 求长在90-120mm左右， 宽在35-50mm左右。 某些超薄机出于设计考虑， 尺寸很短，建议在电池下 面铺金属板，与PCB 充分 连接，保证PCB的尺寸相 应长度。