iPhone 6 6+天线设计

iPhone6 6+的天线设计
2014/11
iPhone 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。

接收PRX、DRX分别为16和15通道，频段并非完全相同。

B34由于不支持LTE仅存在于PRX，B29为B2/4/23的CA仅存在于DRX，B13/17的DRX由于频率接近可合成为一个。

（GSM 4个接收通道均包含在PRX/DRX内，B2,3,5,8）
这些频段按照射频元件的工作频率划分为低、中、高三个频段：
低频段：【700MHz~1GHz】B13，17，8，20，26（5、18、19），28，29。

中频段：【1.7GHz~2.2GHz】B1，25（2），3，4；34，39。

高频段：【2.3~2.7GHz扣除2.4~2.5GHz】B7，38，40，41。

其中，仅B34不支持LTE。

主天线开关至少为DP15T，TD天线开关至少为SP9T。

【DP16T+SP10T？】
(硬件管脚数目限制，最大为DP19T+SP10T)
WiFi/BT：
802.11a/b/g/n/ac 无线网络（单天线，双频2.4GHz/5GHz）
蓝牙4.0 无线技术
2400~2483.5MHz；4915~5825MHz。

AGPS/GLONASS：
1575.42MHz
NFC：
13.56MHz
NFC由于工作频率低，其结构不能算是严格意义上的天线，准确的说是一个电感（互感）线圈，应具备包围一定（磁通）面积的环形结构。

iPhone 6的金属外壳：
背壳的金属分为A、A’、B、B’、C共5部分，其中C、B、B’是内部联通的，充当天线的地；
A、A’则是被绝缘隔离条分开的，分别充当上部天线和下部天线。

天线仍然分为上部和下部两个区域。

Cellular主天线。

下部天线LAT结构相对简单。

最右侧红圈为天线LAT的地，中间红圈为天线LAT的馈电端口。

左侧蓝圈为Antenna Tunning端口，附近上方的芯片为Antenna Tunning芯片。

(Antenna Tunning技术是从iPhone5开始引入的，目的是更好的适应越来越多的射频频段，上部天线和下部天线均采用此技术，上部天线Tunning电路在主PCB上，下部Tunning电路在尾插排线上。

)
iPhone 6/6+的下部天线结构基本无差别。

显而易见的尺寸差别导致的天线参数变化，由设计和无源补偿网络及Tunning电路解决。

上部天线的结构则复杂的多。

它要实现Cellular副天线、双频WLAN/BT、GPS、NFC等功能。

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WLAN/BT 2.4GHz、GPS、Cellular副天线。

NFC FD1通过柔性排线（上面有一个表贴电感）和螺丝连接至上金属条的最右端，FD2基本位于此金属条的最左侧，通过天线工件内的导线连接至主PCB，主PCB上此点并不接地，但此点通过螺丝直接固定在金属外壳地。

NFC天线环路的面积大体等于上部塑料条圈起的面积。

由于NFC天线只有单圈且面积不大，相较传统解决方案耦合系数小得多，需要额外的驱动能力，采用AWS公司芯片AS3923提供驱动，如下图：
上部天线的原理框图为：
iPhone 6+ 下部天线：
Celluar主天线。

Antenna Tunning包括3个芯片？。

iPhone 6+ 上部天线：
iPhone 6+的上部天线与iPhone6结构不同。

但仍然包括UAT1、UAT2、UAT3各1个馈电端口和NFC的2个端口。

由于iPhone6+尺寸的增大，外壳充当天线实现高频段相对来说更难一些，所以Cellular高频
段采用了独立的天线模块实现，外壳天线仅实现中低频段。

UAT1为天线Tunning端口，影响UAT3；
UAT2为WLAN 2.4/5GHz双频天线，还有Cellular副天线的一个实现频段（高频段B7/38/40/41）；UAT3为GPS、Cellular副天线的第二实现频段（中低频段）。

NFC驱动芯片：
整机的射频电路框图（猜测，不准）。