手机天线设计资料全解
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2018/10/11
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5.天线设计
（二 ）单极天线设计注意事项
单极天线的设计要求与PIFA天线大多相同，相同项不再赘述。 1. 天线的宽度应该不小于15mm。 2. 单极必须悬空，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。如下图
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7.手机天线常用种类
手机天线种类
1 PIFA
即PF天线或者倒F天线(Plane Figure Antenna)
2018/10/11
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7.手机天线常用种类
2 Monopole
即单极天线
说明：PF天线和单极天线包含的常用种类分为两种 1>弹片式
2>贴片式(FPC)
2018/10/11 22
如果VSWR达到理想的数值，则可以进行下一步测试---暗 室测试
2018/10/11
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6.PIFA天线测试
3.暗室测试 暗室测试比较简单，一般分为2D测试和3D测试， 3D测试能比较全面的测试天线性能，但是设备成 本比较大，大多数天线厂家都建设的是2D暗室， 深圳的康佳集团有一个3D暗室。下面介绍一下2D 测试内容：
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6.Monopole天线设计
Monopole的设计与PIFA天线设计流程是相同的，测试标 准也是同等对待。
PIFA与Monopole的优劣 1.PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相称优越，包括 SAR指标，是内置天线首选方案。 2.Monopole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。 综合来说PIFA天线对环境要求不太高，比较容易实现，性能也能达 到一般要求，所以大多手机（山寨）都首选这种天线。
手机天线知识介绍
lgggyz
2010-09
2018/10/11 1
提 纲
1 移动通信的发展趋势 7 手机天线常用种类 8 Apple N90 GSM&3G天 线
2 移动通信频谱划分 3 手机天线原理介绍 4 天线设计流程图 5 天线设计 6 天线测试
2018/10/11
2
1.移动通信发展趋势
OFDM 3G 2G TDMA&CDMA
因此﹐天线收发是互逆的。 插图
2018/10/11
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4.手机天线原理介绍
天线的几个常用术语 天 线 增 益 ：某一方向的天线增益是指该方向上的功率通量密度和理想点 源或半波振子在最大辐射方向上的功率通量密度之比。 增益与天线方向图的关系：方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 垂 直 极 化 ：常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面平行的极化 波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。 如果天线采用垂直极化，那我们希望的结果是水平波束宽度最小。 右图中水平的是主瓣， 垂直的是副瓣
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3.手机天线原理介绍
下图是一个天线的理想极化图（立体图、垂直面图、水平面图）
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4.天线设计流程图
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5.天线设计
（一 ）PIFA天线设计注意事项 1， 内置天线尽量远离周围马达、SPEARKER、RECEIVER 等较大金属物体。有时候有摄像头出现，这时候应 该把天线这块挖空，尽量作好摄像头FPC的屏蔽， 否则会影响接收灵敏度。尽量避免PCB上微带、引 线等与天线弹片平行（平行会产生寄生电容）。 2， 内置天线附近的结构件（面）不要有喷涂导电漆等 导电物质。 3， 手机天线附近区域不要做电镀工艺以及避免设计金 属装饰件等。有环形的金属圈就要接地. 装饰件， 通过导电布接到入件上再接到电路板的边缘，即导 地。
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6.PIFA天线测试
TX标准：30～32dB RX标准： -100～-110 Sensitivity标准：-100～-110 附G900&D1800频点计算 １. GSM900MHz 上行信道頻率﹕fl(n)＝890.2+(n-1)*0.2MHz 下行信道頻率﹕fh(n)= fl(n)+45MHz (1 =<n<= 124 ) 2. GSM1800MHz 上行信道頻率:fl(n)＝1710.2+(n-512)*0.2MHz 下行信道頻率:fh(n)= fl(n)+95MHz (512 =<n<= 885）
8.Apple N90 GSM&UMTS 天线
常用匹配等效电路
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，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，必需要求天 线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，再引入一个C2，再引入地，同时在天线周围多设接地点。这 样让电场有更广泛的辐射。N90天线就是利用多个接地点来提高带宽的。
2018/1ห้องสมุดไป่ตู้/11
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6.PIFA天线测试
用网络失量分析仪测量出来的VWSR图形， 双频天线有效VSWR(G900&1800)
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6.PIFA天线测试
上图是一张理想的VSWR图形，大多数天线的频段对应的 VSWR是分成不同有效部分的，也就是说VSWR可能有一 个以上U形曲线。如果是四频天线（GSM），则有可能有 两个以上的U形曲线。三频天线(G900、D1800、P1900） 一般共用一个。 我们说的共用不是说不能有两个U形线，实际中是有的，
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6.PIFA天线测试
TX 的 标 准：30～32dB RX 的 标 准：-100～-110 Sensitivity的标准：-100～-110 如果在天线测试中达到以上标准，则可以发数据报 告给客户，客户如认可数据，则可以把设计的天线 交付模具组，模具组根据设计尺寸，制作出初级天 线模型，再进行暗室测试，OK则模具组将天线尺寸参数交 付工厂开模生产，Fail则模具组继续修改。 每个天线表面都会开一些小孔，有人是称定位孔，也有人称 是散热孔，自认为两方面都有道理。
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5.天线设计
10，天线空间一般要求预留空间：W、L、H，其中W15-25mm）、 L3545mm）、H6-8mm)。其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定 天线的最低频率。如果天线面积如下： 双频（GSM/DCS）：600x6~8mm 三频（GSM/DCS/PCS）：700x7~8mm 则GSM频段的效果会比较理想。 如何增加天线带宽 增加厚度或采用平面／非平面层状无源器件可改善微带天线带宽， 但会使天线尺寸增大。驱动单元和天线无源单元的长和宽通常在 一个半波长到1／4波长范围内。
3. 由于MONOPOLE天线没有参考的地，SAR一般比PIFA天线大， 实际应用中受到限制，且这是测试的难点，但是效率一般比 PIFA高。离电池要5mm以上。
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5.PIFA天线设计
★PIFA天线设计步骤 取一块大小与天线支架差不多的铜箔，将铜箔粘贴在支 架上，根据支架走势和周围元器件布置情况而设计出天 线初步外形。 天线长度要求： 天线长度一般取天线辐射波长的1/4。现在天线一般是 多频段的，我在以前设计天线时（没有3G频段），一般 在GSM900的天线长度基础上试验。
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5.天线设计
4，内置天线正上、下方不能有与FPC（排线）重合部分，且 相互边缘距离3mm以上。 5，内置天线与手机电池的间距应在5mm以上。 6，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。 7，馈电点的焊盘应该不小于2x3mm；馈电点应该靠边缘。 8，天线区域可适当开些定位孔。 9，在目前的有些超薄滑盖机中，由于天线高度不够，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。
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6.PIFA天线测试
测试天线VSWR VSWR<1.5时所对应的频段我们认为是有效频段，怎样增 加有效频段宽度，这是天线设计的关键所在，也是最直接、 最难的地方，大家有兴趣的话可以做一下研究。 测试时，把网络矢量分析仪校正，然后用电烙铁把主板上 的测试孔取下，然后把馈线内的芯线和芯线外层金属部分 别焊在测试孔下的焊盘上。再把拆下的手机各部分安装， 最后把馈线的另一端连接到矢量分析仪上进行测量。 测试时要求手机部件全部安装，尽量以最真实的情形来模 拟用户使用时的情况。
1G FDMA
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2.移动通信频谱划分
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3.手机天线原理介绍
天线﹐是电波的换成能器件﹐用以发射和接收电波。天线把在电路里
流动的高頻电流通过电磁感应转換成高频电磁波向外辐射﹐高频电流流 过任何导体時﹐导体內部的电子随高频电流一起振动﹐在导体外面空间
会感应激发电磁波。天线也把空间的电磁波通过感应转换成高频电流﹐
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5.天线设计
（二 ）单极天线设计注意事项
单极天线的设计要求与PIFA天线大多相同，相同项不再赘述。 1. 天线的宽度应该不小于15mm。 2. 单极必须悬空，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。如下图
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7.手机天线常用种类
手机天线种类
1 PIFA
即PF天线或者倒F天线(Plane Figure Antenna)
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7.手机天线常用种类
2 Monopole
即单极天线
说明：PF天线和单极天线包含的常用种类分为两种 1>弹片式
2>贴片式(FPC)
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如果VSWR达到理想的数值，则可以进行下一步测试---暗 室测试
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6.PIFA天线测试
3.暗室测试 暗室测试比较简单，一般分为2D测试和3D测试， 3D测试能比较全面的测试天线性能，但是设备成 本比较大，大多数天线厂家都建设的是2D暗室， 深圳的康佳集团有一个3D暗室。下面介绍一下2D 测试内容：
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6.Monopole天线设计
Monopole的设计与PIFA天线设计流程是相同的，测试标 准也是同等对待。
PIFA与Monopole的优劣 1.PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相称优越，包括 SAR指标，是内置天线首选方案。 2.Monopole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。 综合来说PIFA天线对环境要求不太高，比较容易实现，性能也能达 到一般要求，所以大多手机（山寨）都首选这种天线。
手机天线知识介绍
lgggyz
2010-09
2018/10/11 1
提 纲
1 移动通信的发展趋势 7 手机天线常用种类 8 Apple N90 GSM&3G天 线
2 移动通信频谱划分 3 手机天线原理介绍 4 天线设计流程图 5 天线设计 6 天线测试
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1.移动通信发展趋势
OFDM 3G 2G TDMA&CDMA
因此﹐天线收发是互逆的。 插图
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4.手机天线原理介绍
天线的几个常用术语 天 线 增 益 ：某一方向的天线增益是指该方向上的功率通量密度和理想点 源或半波振子在最大辐射方向上的功率通量密度之比。 增益与天线方向图的关系：方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。 垂 直 极 化 ：常以大地作为标准面。凡是极化面与大地法线面平行的极化 波称为垂直极化波。其电场方向与大地垂直。 如果天线采用垂直极化，那我们希望的结果是水平波束宽度最小。 右图中水平的是主瓣， 垂直的是副瓣
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3.手机天线原理介绍
下图是一个天线的理想极化图（立体图、垂直面图、水平面图）
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4.天线设计流程图
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5.天线设计
（一 ）PIFA天线设计注意事项 1， 内置天线尽量远离周围马达、SPEARKER、RECEIVER 等较大金属物体。有时候有摄像头出现，这时候应 该把天线这块挖空，尽量作好摄像头FPC的屏蔽， 否则会影响接收灵敏度。尽量避免PCB上微带、引 线等与天线弹片平行（平行会产生寄生电容）。 2， 内置天线附近的结构件（面）不要有喷涂导电漆等 导电物质。 3， 手机天线附近区域不要做电镀工艺以及避免设计金 属装饰件等。有环形的金属圈就要接地. 装饰件， 通过导电布接到入件上再接到电路板的边缘，即导 地。
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6.PIFA天线测试
TX标准：30～32dB RX标准： -100～-110 Sensitivity标准：-100～-110 附G900&D1800频点计算 １. GSM900MHz 上行信道頻率﹕fl(n)＝890.2+(n-1)*0.2MHz 下行信道頻率﹕fh(n)= fl(n)+45MHz (1 =<n<= 124 ) 2. GSM1800MHz 上行信道頻率:fl(n)＝1710.2+(n-512)*0.2MHz 下行信道頻率:fh(n)= fl(n)+95MHz (512 =<n<= 885）
8.Apple N90 GSM&UMTS 天线
常用匹配等效电路
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，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，必需要求天 线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，再引入一个C2，再引入地，同时在天线周围多设接地点。这 样让电场有更广泛的辐射。N90天线就是利用多个接地点来提高带宽的。
2018/1ห้องสมุดไป่ตู้/11
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6.PIFA天线测试
用网络失量分析仪测量出来的VWSR图形， 双频天线有效VSWR(G900&1800)
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6.PIFA天线测试
上图是一张理想的VSWR图形，大多数天线的频段对应的 VSWR是分成不同有效部分的，也就是说VSWR可能有一 个以上U形曲线。如果是四频天线（GSM），则有可能有 两个以上的U形曲线。三频天线(G900、D1800、P1900） 一般共用一个。 我们说的共用不是说不能有两个U形线，实际中是有的，
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6.PIFA天线测试
TX 的 标 准：30～32dB RX 的 标 准：-100～-110 Sensitivity的标准：-100～-110 如果在天线测试中达到以上标准，则可以发数据报 告给客户，客户如认可数据，则可以把设计的天线 交付模具组，模具组根据设计尺寸，制作出初级天 线模型，再进行暗室测试，OK则模具组将天线尺寸参数交 付工厂开模生产，Fail则模具组继续修改。 每个天线表面都会开一些小孔，有人是称定位孔，也有人称 是散热孔，自认为两方面都有道理。
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5.天线设计
10，天线空间一般要求预留空间：W、L、H，其中W15-25mm）、 L3545mm）、H6-8mm)。其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定 天线的最低频率。如果天线面积如下： 双频（GSM/DCS）：600x6~8mm 三频（GSM/DCS/PCS）：700x7~8mm 则GSM频段的效果会比较理想。 如何增加天线带宽 增加厚度或采用平面／非平面层状无源器件可改善微带天线带宽， 但会使天线尺寸增大。驱动单元和天线无源单元的长和宽通常在 一个半波长到1／4波长范围内。
3. 由于MONOPOLE天线没有参考的地，SAR一般比PIFA天线大， 实际应用中受到限制，且这是测试的难点，但是效率一般比 PIFA高。离电池要5mm以上。
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5.PIFA天线设计
★PIFA天线设计步骤 取一块大小与天线支架差不多的铜箔，将铜箔粘贴在支 架上，根据支架走势和周围元器件布置情况而设计出天 线初步外形。 天线长度要求： 天线长度一般取天线辐射波长的1/4。现在天线一般是 多频段的，我在以前设计天线时（没有3G频段），一般 在GSM900的天线长度基础上试验。
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5.天线设计
4，内置天线正上、下方不能有与FPC（排线）重合部分，且 相互边缘距离3mm以上。 5，内置天线与手机电池的间距应在5mm以上。 6，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。 7，馈电点的焊盘应该不小于2x3mm；馈电点应该靠边缘。 8，天线区域可适当开些定位孔。 9，在目前的有些超薄滑盖机中，由于天线高度不够，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。
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6.PIFA天线测试
测试天线VSWR VSWR<1.5时所对应的频段我们认为是有效频段，怎样增 加有效频段宽度，这是天线设计的关键所在，也是最直接、 最难的地方，大家有兴趣的话可以做一下研究。 测试时，把网络矢量分析仪校正，然后用电烙铁把主板上 的测试孔取下，然后把馈线内的芯线和芯线外层金属部分 别焊在测试孔下的焊盘上。再把拆下的手机各部分安装， 最后把馈线的另一端连接到矢量分析仪上进行测量。 测试时要求手机部件全部安装，尽量以最真实的情形来模 拟用户使用时的情况。
1G FDMA
2018/10/11
3
2.移动通信频谱划分
2018/10/11
4
3.手机天线原理介绍
天线﹐是电波的换成能器件﹐用以发射和接收电波。天线把在电路里
流动的高頻电流通过电磁感应转換成高频电磁波向外辐射﹐高频电流流 过任何导体時﹐导体內部的电子随高频电流一起振动﹐在导体外面空间
会感应激发电磁波。天线也把空间的电磁波通过感应转换成高频电流﹐