金屬機(jī)身智能手機(jī)FM收音頻段天線(xiàn) 設(shè)計(jì)方案(設(shè)計(jì),安裝,仿真)

2017-02-26  by:CAE仿真在線(xiàn)  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

金屬機(jī)身智能手機(jī)中還能存在FM 廣播功能嗎?

調(diào)頻FM廣播屬于地方性電臺(tái),音質(zhì)好,有立體聲功能,而且內(nèi)容豐富,從新聞娛樂(lè)到民生教育等,應(yīng)有盡有,與平常的生活息息相關(guān),深受百姓喜愛(ài),大多數(shù)人都有自己喜歡收聽(tīng)的電臺(tái)和節(jié)目主持人,從mp3盛行的年代開(kāi)始,FM收音功能已經(jīng)成為便攜式電子通訊產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配置,到后來(lái)的手機(jī)、便攜音箱等都無(wú)一例外的帶調(diào)頻收音功能,從這以后,通過(guò)手機(jī)等隨時(shí)收聽(tīng)調(diào)頻廣播已經(jīng)成為老百姓長(zhǎng)期養(yǎng)成的生活習(xí)慣。但是隨著智能手機(jī)的誕生,FM廣播慢慢淡出了。為什么?


原因一:客戶(hù)需要花費(fèi)流量的前提下收聽(tīng)音樂(lè)、廣播,增加客戶(hù)的需求成本;二:操作的復(fù)雜,用戶(hù)如果要用FM的廣播,首先要打開(kāi)菜單,點(diǎn)擊收音機(jī),還要帶上耳塞;四:金屬機(jī)身的有限的手機(jī)空間嚴(yán)重影響FM天線(xiàn)的設(shè)計(jì),因?yàn)?/span>手機(jī)的內(nèi)部空間日益緊張,原來(lái)的天線(xiàn)尺寸太大,無(wú)法容納,顯示屏、電池的不斷增大,對(duì)FM信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的屏蔽作用; 六:智能手機(jī)MCU的主頻不斷提高,手機(jī)的電磁輻射對(duì)FM信號(hào)干擾,影響FM信號(hào)的接收效果;


微航在金屬機(jī)身智能手機(jī)FM收音頻段天線(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)勢(shì)


FM調(diào)頻廣播的載波頻率是76~108Mhz,波長(zhǎng)最長(zhǎng)約3米,對(duì)應(yīng)的接收天線(xiàn)尺寸大約70~100厘米,所以早期的手機(jī)都是采用耳機(jī)線(xiàn)做調(diào)頻廣播的接收天線(xiàn),但是由于使用和攜帶不方便,逐步被內(nèi)置天線(xiàn)所取代,微航磁電研發(fā)的磁性?xún)?nèi)置天線(xiàn),采用自主研發(fā)的有機(jī)磁性材料,增益高,帶寬寬,抗干擾能力強(qiáng),成為手機(jī)內(nèi)置收音天線(xiàn)的首選,在功能手機(jī)中被大量使用,國(guó)內(nèi)不少的品牌手機(jī)上面都采用了微航的內(nèi)置天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)免耳機(jī)的FM收音外放功能。在智能手機(jī)上同樣能夠方便地接收傳統(tǒng)的調(diào)頻電臺(tái)節(jié)目,依然是迫切需要解決的問(wèn)題,基于此,芯片商一如既往的在芯片上集成收音芯片,不僅沒(méi)有去掉FM收音功能,而且還陸續(xù)推出功能更強(qiáng),集成度更高的芯片方案,如博通公司最新專(zhuān)為手機(jī)推出的BCM943341WCD1集NFC、WIFI、藍(lán)牙、FM功能于一體的模組,僅8.7x1.35x1.35mm。



金屬機(jī)身智能手機(jī)FM收音頻段天線(xiàn) 設(shè)計(jì)方案(設(shè)計(jì),安裝,仿真)HFSS分析圖片1


針對(duì)當(dāng)前流行的全金屬機(jī)身的智能手機(jī),采用內(nèi)置FM收音天線(xiàn)接收傳統(tǒng)的調(diào)頻廣播電臺(tái)的節(jié)目這一功能,微航磁電給出了全新的天線(xiàn)解決方案:


設(shè)計(jì)方案要點(diǎn):

1、將金屬手機(jī)外殼的一部分當(dāng)做FM接收天線(xiàn)使用,從手機(jī)外面拾取信號(hào),減少手機(jī)主板的輻射干擾。

2、FM天線(xiàn)和收音芯片的射頻輸入端串聯(lián)微航的寬帶匹配磁天線(xiàn)。

3、為解決FM天線(xiàn)對(duì)其它頻段天線(xiàn)(GSM,GPS,WIFI,藍(lán)牙)的干擾,微航在FM天線(xiàn)與饋點(diǎn)之間外加匹配電路,使GSM,GPS,WIFI,藍(lán)牙頻段天線(xiàn)無(wú)信號(hào)吸收。

4、線(xiàn)圈由微航磁電提供,專(zhuān)利產(chǎn)品,小尺寸為9x3x1.9mm(或定制尺寸)。

5、為了獲得更好的效果,方案中可增加有源放大電路,采用艾為電子的AW5017低噪聲FM放大器,芯片內(nèi)部帶調(diào)諧功能,可以對(duì)FM信號(hào)放大20db,收音芯片和FM放大器都貼裝在手機(jī)主板上。


1 FM 天線(xiàn)架構(gòu)示意圖:

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說(shuō)明:

6、金屬手機(jī)外殼上取一段作為FM天線(xiàn)的一部分,通常不是手握的一段,這個(gè)部分也通常和手機(jī)的其他天線(xiàn)共用

7、手機(jī)內(nèi)再內(nèi)置一個(gè)寬帶匹配磁天線(xiàn),一端連接外部金屬體,一端匹配電路(濾波),再接主板的FM信號(hào)輸入

8、 FM放大芯片采用AW5017,貼在手機(jī)主板上,將FM信號(hào)放大后輸入收音芯AW5017芯片及外圍電路占用PCB面積僅3x3mm


安裝:

2 FM天線(xiàn)系統(tǒng)連接示意圖

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1,手機(jī)外殼一段金屬

2,寬帶匹配磁線(xiàn)圈(兩端螺固定,無(wú)需焊接) 3.螺絲固定

4,匹配電路,增大FM接收信號(hào),抑制其它頻段收發(fā)信號(hào)。


FM天線(xiàn)駐波實(shí)測(cè)圖:


3 天線(xiàn)的駐波寫(xiě)諧振頻率測(cè)量(中心頻率93Mhz,駐波1.2)

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4 匹配電路的仿真(S21,頻段)

匹配電路示意圖


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FM頻段93Mhz,S21:-0.1dB

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800Mhz-900Mhz,S21:-30dB
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1575.42Ghz,S21:-45dB
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2.4Ghz,S21:-60dB

結(jié)論:從實(shí)測(cè)和仿真可以看出此設(shè)計(jì)方案在FM頻段增益高,其它頻段GSM,GPS,WIFI增益低,FM在收音時(shí)不會(huì)影響到其它頻段的信號(hào)收發(fā)。



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