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手机天线弹片注意什么事项

2018-11-09 17:13:23| 来源:| 编辑:| 点击:2次

一、主板

1. 布线 在关联 RF 的布线时要注意转弯处运用 45 度角走线或圆弧处理,做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时 RF 地要合理设计, RF 走线的参考地平面要找对,并保证 RF 信号走线时信号回流路径最短,并且 RF 信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它。 板和地的边缘要打“地墙”。从PCB RF模块引出的天线馈源微带线,为防止走线阻抗难以控制,减少损耗,不要布在PCB 的中间层,设计在 TOP 面为宜,其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计,以防短路和旁路耦合。

2. 布板 RF 模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。手机天线弹片投影区域内有完整的铺地,同时不要天线侧安排元器件,特别是含金属结构的元件, 如喇叭、马达、摄像头基板等金属元件和低频驱动器件,要尽量接地。它们对天线弹片的电性性能有很大的负面影响.

3. 天线弹片的空间辐射会被主板的金属元件 (包括机壳上天线附近的金属成分装饰件)耦合吸收后产生一定量的二次辐射, 频率与金属件的尺寸关联。 会造成整机产生一定的杂散,整机杂散问题还与天线与 RF 模块之间的谐振匹配电路有关, 如果谐振匹配电路的稳定性不好, 很容易激发产生高次谐波的干扰。 因此要求此类元件有良好的接地,消除或降低二次辐射。

二、机壳的设计

由于手机内置天线弹片对其附近的介质比较敏感, 因此,手机外壳的设计和天线性能有密切关系。外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分, 壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。 若有需要,应采用非金属工艺实现。 机壳内侧的导电喷涂,应止于距天线 20mm 处。对于纯金属的电池后盖,应距天线 20mm 以上。如采用单极天线, 面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。 电池(含电连接座)与天线的距离应设计在 5mm 以上。

三、天线弹片结构

1)PIFA 天线基本注意:

1,天线空间一般要求预留空间: W(宽),L(长),H(高)其中 W( 15-25mm )、

L( 35-45mm )、 H( 6-8mm) 。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

满足以上要求则 GSM 频段一般可能达到 -1~0dBi S/,PCS 可达 0~1dBi 。当然高度越高越好,带宽性能得到保证。

2,手机内置天线尽量远离周围马达、 SPEARRKEECRE、IVER 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(镀银襁),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。

3,手机内置天线附近的结构件(面)不要有喷涂导电漆等导电物质。

4,手机天线弹片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。

5,内置天线正上、下方不能有与 FPC 重合部分,且相互边缘距离 3mm 以上。

6,内置天线与手机电池的间距应在 5mm 以上。

7,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。

8,馈电点的焊盘应该不小于 2x3mm;馈电点应该靠边缘。

9,天线弹片区域可适当开些定位孔!

10,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。

2)PIFA 天线空间要求:

PHS: H>6.5mm A>200mm2

CDMA: H>7.0mm A>400mm2

GSM&DCS: H>7.0mm A>450mm2

GSM&DCS&PCS: H>7.0mm A>550mm2

GSM&DCS&PCS&WCDMA: H>7.5mm A>650mm2

CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:H>8.0mm A>750mm2

PIFA天线设计参考:


手机天线弹片注意什么事项

3)MONOPOLE 天线的基本注意:内置的 MONOPOLE 天线体积稍小,性能较外置天线差。

具体要求如下:

1,内置天线周围 3mm 内不能有马达、 SPEARKER、 RECEIVER较大金属物体。

2,天线的宽度应该不小于 15mm。

3,内置天线附近的结构件(面)不要喷涂导电漆等导电物质。

4,手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

5,内置天线正上、下方不能有与 FPC 重合部分,且相互边缘距离 3mm 以上。

6,内置天线与手机电池的间距应在 5mm 以上。

7, MONOPOLE 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(如下示意图),可以把主板天线区域的地挖空,目前在超薄的直板机上基本上是满足这个要求。

8,由于 MONOPOLE 天线没有参考的地, SAR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。


手机天线弹片注意什么事项

4)Monopole 天线空间要求:

PHS: Ground 镂空 5mm 天线空间 20*3mm

CDMA: Ground 镂空 5mm 天线空间 30*5mm

GSM&DCS: Ground 镂空 7mm 天线空间 30*7mm

GSM&DCS&PCS:Ground 镂空 8mm 天线空间 30*7mm

GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground 镂空 12mm 天线空间 30*7mm

CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground 镂空 12mm 天线空间 30*7mm

Monopole 天线设计参考:

天线垂直 PCB 装配


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四、金属器件对天线弹片的影响

1、Speaker 和 Receiver 的影响:Speaker 和 Receiver 中间是一个线圈,长度约在 40-50mm 左右,加上不同长度的信号线可在不同的频段产生谐振,降低天线性能。Speaker 和 Receiver 本身的高频音频信号会在低频段产生干扰。一般在两根信号线上各串联一个 100nH 电感,可有效消除其影响。

2、Motor 和 Camera 的影响Motor 对天线性能影响很大,特别是在工作状态 ( 震动 ) 下。因此一般要求其距离天线馈点在 10mm 以上,同时为了提高天线效率等,天线在 Motor 上方周围区域尽量不布线。Camera 正常情况下影响很小,但有时 Flash 的引线 FPC 过长,会干扰到天线,故 FPC 长度越短越好。

3、装饰件的影响机壳周框(上盖和下壳)和天线附近经常会有金属装饰件或电镀装饰件,如果它们的尺寸和工作频段波长成比例,会对天线产生极大干扰。

图一周框电镀层使功率和灵敏度下降 3dB,故在两肩部分截断。

图二为 Camera 周围的装饰件,尺寸较大,灵敏度下降了 5dB,后整体尺寸减小一圈后影响消失。

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