手机结构设计之内置天线的分类

发布时间:2024-04-08 作者:捷百瑞工业设计 0

     ​内置天线在手机结构设计中至关重要。作为通信设备,手机必须能够高效地接收和发送无线信号,而天线的性能则直接影响着手机的通信质量。内置天线的设计需要考虑到手机的整体结构、尺寸、重量以及用户的使用习惯,以确保其能够在不同的环境下实现稳定的信号接收和传输。内置天线的性能不仅影响着手机的通信效果,还与手机的电磁辐射、耗电量等方面密切相关。质量好的的内置天线设计需要在保证通信性能的同时,尽可能减少电磁辐射和耗电量,以提高手机的整体性能和用户体验。


手机内置天线的分类

  1. PIFA 皮法天线

  a. 天线结构

  辐射体面积550~600mm2,与PCB 主板TOP 面的距离(高度)6~7mm。天线与主板有两个馈电点,一个是天线模块输出,另一个是RF 地。天线的位置在手机顶部。PIFA 皮法天线如按要求设计环境结构,电性能相当优越,包括SAR 指标,是内置天线首选方案。

  适用于有一定厚度手机产品,折叠、滑盖、旋盖、直板机。

  b. 主板

  天线投影区域内有完整的铺地,同时不要天线侧安排元器件,特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC 排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。它们对天线的电性性能有很大的负面影响.

  c.天线的馈源位置和间距

  一般建议设计在左上方或右上方;间距在4~5mm 之间。

  2. PIFA 天线的几种结构方式

  a.支架式

  天线由塑胶支架和金属片(辐射体)组成。金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。塑胶常用ABS 或PC 材料,  金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。也可用FPC,但主板上要加两个PIN,这两项的成本稍高。

  b. 贴附式

  直接将金属片(辐射体)贴附在手机背壳上。固定方式一般用热熔结构。也有用背胶方式的,由于结构不很稳定,很少采用。FPC 也如此。

  3. MONOPOLE 单极天线

  a. 天线结构

  辐射体面积300~350mm2,与PCB 主板TOP 面的距离(高度)3~4mm,天线辐射体与PCB 的相对距离应大于2mm以上。天线与主板只有一个馈电点,是模块输出。天线的位置在手机顶部或底部。

  MONOPOLE 单极天线如按要求设计环境结构,电性能可达到较高的水平。缺点是SAR 稍高。不适用折叠、滑盖机,在直板机和超薄直板机上有优势。

  b. 主板

  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。

  c. 天线的馈源位置馈电点的位置与PIFA 方式有区别。一般建议设计在天线的四个角上。

  4. MONOPOLE 单极天线的几种结构方式

  a. 与PIFA 天线相同,有支架式、贴附式。

  b. PCB 式MONOPOLE 单极天线的辐射体采用PCB 板,与主板的馈电有簧片和PIN 方式,热熔在塑胶支架

  上。还可以在机壳上做定位卡勾安装。

  c. 特殊结构天线设计在手机顶部立面(厚度)上,用金属丝成型,如MOTO 的V3、V8 超薄系列,他们为天

  线设计的金属空白区域很大,实际上这是属于天线的一部分。国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。这种形式环境设计和天线设计均有难度,需慎重选择。另一种是称为“假内置”的形式,相当于将外置天线移到  机内,体积很小,用PCB 或陶瓷材料制成。这种天线带宽、辐射性能较差、成本高,不建议采用。

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