FM内置天线2

插卡音响中内置天线设计和选用指南

FM信号收发（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，就需要保障核心的指标-带宽，其次才是增益。缩小体积的代价是牺牲带宽是不行的。手机中选择适合的FM内置天线遵循如下流程：

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：

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，阻抗不一定能很好匹配，需要改变主板的阻

抗线或者匹配电路来适应。这就成为了一缺陷，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，陶瓷工艺天线天线的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，其回损指标很难达到要求。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，但是还是应为成本高，性能不好，没有被市场接受。

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。铜箔厚度和宽度不够，电损耗也很大。

有源FM天线成本还是偏高，一种方式是从手机天线中取信号，滤波、放大，但是噪声也大了。更重要的是，这类有源天线是单向接收，要发射就麻烦了，因为通过手机天线发射FM信号，无异于扰乱手机通讯。

塑胶片上绕金属线这类天线，体积小，频段相比陶瓷和PCB做的宽一些，也适合调整参数来与主板匹配。但是相比磁性骨架来说，带宽不足，且体积大了一些。

空心线圈的Q值很高，容易在一个点频增益很高，但是带宽更窄，多个空心线圈串联，可以拓展频段宽度，但是体积大了，不适合手机中使用。

天线中加载磁性材料还一个好处就是手握和手不握时候频率漂移小，空心线圈漂移最多。（如下图，谐振频率漂移距离H）

总之，磁性骨架的绕线线圈，可以调节的参数有线圈圈数、线径、绕线方式、导磁率、绕组数量。这样，总有一组组合是与手机参数匹配最好的，微航的磁性FM内置天线成为首选。

第二：结构位置

手机中空间狭小，内置型FM收音天线位于周边侧立安装最好，贴片在PCB上不合适，因为占据手机主板的空间大，增益受到影响。最佳安装位置应该在手机上下位置，这个位置手握影响小。

从被干扰角度看，手机正下面合适些，因为液晶片会辐射噪声。有些手机主板噪声低、液晶片输入和输出用了磁珠，辐射低，适合安装在正上面。

微航内置FM收音天线有多种外形尺寸规格，为手机的ID/MD的设计提供了方便。

第三：匹配设计

手机FM收音电路输入部分，不是一个恒定的50欧姆，是一个复数，在斯密斯圆图上，不是位于圆心：

所以，需要调整天线阻抗和匹配电路来做匹配，这点与手机主天线定制设计完全一样。我们建议方案公司，不要贴装匹配元件，留给天线商来设计调试。

第四：主板电路设计

主板中很多地方会辐射出FM频段噪声，需要加以处理，否则会使得加装了内置天线的整机相比外置天线信噪比低。

金属拉杆外置FM天线或者耳机线，有一段在外面，感应的外部信号强于内部延伸部分感染的噪声信号，调频信号特征是谁强听谁的。所以信噪比高些。但是内置天线就只能净化下主板EMI了。否则噪声大了，效果也不好。

主板中喇叭信号要处理，喇叭中不少金属线，等效一个低频天线，其把主板中FM频段信号辐射出来，被内置FM收音天线近距离接收。我们通过方案商调整滤波参数，来避免这个影响。

其次是液晶部分，有TDK等厂商磁珠，可以吸收信号线和电源部分噪声。建议不要省略之。

第五：收音芯片选择

行业中公认的灵敏度高、信噪比高的收音芯片商有几家，价格虽然贵些，但是效果不一般。若采用了一些价格便宜的芯片，那就要在后端设计中优化每个环节了，也同样可以做得出色。

第六：效果评判

目前内置FM收音效果测试，绝大部分厂商采用收音实测方式。由于FM收音是一种附属功能，也不象做收音机一样去测试灵敏度。靠听来打分也是可行的。当然货比三家，在同样地方用不同类天线技术来测试整机效果是企业惯常操作模式，建议在弱信号下比较，较真实些。