搜索金屬材質(zhì)機身手機天線如何設(shè)計？
2016-11-01 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
有限的手機空間,需要容納更多的天線。4G起來后,運營商要求5模十頻,新機需要兼容3G、2G,且MIMO需要兩幅天線,這使得手機中天線種類更多了,電磁環(huán)境惡化,尤其是手機外觀金屬件面積增大后,天線工程師、結(jié)構(gòu)工程師如何調(diào)試出符合入網(wǎng)要求的智能手機,遇到了空前的挑戰(zhàn)。本文梳理了最近這類技術(shù)和工藝,供設(shè)計者參考:
目前,手機中頻段劃分為
LTE (700 MHz), GSM (850MHz/1.9GHz), Wi-Fi (2.4 GHz), Bluetooth (2.4 GHz),GPS (1.575 GHz)、FM88-108Mhz
2.5 – 2.7 GHz band support for FDD LTE
3.4 – 3.8 GHz band support for TDD LTE
總之,從700 MHz to 3.8 GHz是4G手機的工作頻段
一、手機外觀的金屬化優(yōu)劣
1、外觀美,手感好!
蘋果、華為、小米、VIVO都采用類似的金屬外框架和底部金屬材質(zhì)工藝,金屬材質(zhì)有光澤、手感好 滿足了用戶對審美要求。
2、全金屬化機身,導(dǎo)致手機射頻指標(biāo)難保障。
無論制造商如何解釋,這類產(chǎn)品的信號總不如塑膠、玻璃材質(zhì)的手機,因為,這類手機的邊框充當(dāng)了天線,天線手握和收不握時,收發(fā)信號有差異,天線輻射效率見下圖:
手握時候,效率由45%下降到15%左右。
于是,一些手機采用頭尾部是塑膠的結(jié)構(gòu),中間是金屬工藝來規(guī)避手握天線的缺陷。
二、金屬化機身的天線設(shè)計方法Design Methodology
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金屬外框架分段
根據(jù)頻段,把手機外框一般劃分為三段,采用模內(nèi)注塑工藝成為一個整體
2、合理布局
GPS天線放置在周邊角落
FM頻段采用內(nèi)置磁性天線
新一代的FM內(nèi)置天線是貼片焊接的(微航磁電提供)
3、天線分頻段濾波、匹配再合成
從外框架取出的信號,需要分段濾波和匹配,再合成一路送入射頻芯片
4、采用立體電路制造工藝
立體電路一般采用LDS工藝來實現(xiàn),3D構(gòu)型的天線制造在塑膠支架上:
三、手機天線未來發(fā)展動向
1、3D打印LDS部件加快設(shè)計進(jìn)展
先3D打印成型,再在其上制造LDS天線,可以大大縮短天線設(shè)計驗證的周期
2、寬帶天線加可調(diào)諧元器件技術(shù)應(yīng)用,縮小天線的體積和實現(xiàn)天線器件的標(biāo)準(zhǔn)化
可調(diào)諧的射頻天線技術(shù)是未來手機天線唯一進(jìn)化方向,天線最終成為一個類似電阻電容一樣標(biāo)準(zhǔn)的器件出現(xiàn)。但是天線產(chǎn)業(yè)不會消失,其制造手段還需要綜合采用LDS、FPC等工藝。蘋果和日本村田等申請了發(fā)明專利,涉及寬帶環(huán)形天線和調(diào)諧電介質(zhì)材料。環(huán)形天線在終端中使用并不陌生,90年代出現(xiàn)的BP機就是環(huán)形天線。
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