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手機天線彈片設(shè)計注意事項

發(fā)布時間:2017-07-24    瀏覽量:    新聞來源:深圳市恩凱特精密技術(shù)有限公司

  

  一、主板

  1. 布線 在關(guān)聯(lián) RF 的布線時要注意轉(zhuǎn)彎處運用 45 度角走線或圓弧處理,做好鋪地隔離和走線的特性阻抗仿真。同時 RF 地要合理設(shè)計, RF 走線的參考地平面要找對,并保證 RF 信號走線時信號回流路徑最短,并且 RF 信號線與地之間的相應(yīng)層沒有其它走線影響它。 板和地的邊緣要打“地墻”。從PCB RF模塊引出的天線饋源微帶線,為防止走線阻抗難以控制,減少損耗,不要布在PCB 的中間層,設(shè)計在 TOP 面為宜,其參考層應(yīng)該是完整地參考面。并且在與屏蔽盒交叉處屏蔽盒要做開槽避讓設(shè)計,以防短路和旁路耦合。

  2. 布板 RF 模塊附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,同時少開散熱孔。最忌諱長條形狀孔槽。手機天線彈片投影區(qū)域內(nèi)有完整的鋪地,同時不要天線側(cè)安排元器件,特別是含金屬結(jié)構(gòu)的元件, 如喇叭、馬達、攝像頭基板等金屬元件和低頻驅(qū)動器件,要盡量接地。它們對天線彈片的電性性能有很大的負(fù)面影響.

  3. 天線彈片的空間輻射會被主板的金屬元件 (包括機殼上天線附近的金屬成分裝飾件)耦合吸收后產(chǎn)生一定量的二次輻射, 頻率與金屬件的尺寸關(guān)聯(lián)。 會造成整機產(chǎn)生一定的雜散,整機雜散問題還與天線與 RF 模塊之間的諧振匹配電路有關(guān), 如果諧振匹配電路的穩(wěn)定性不好, 很容易激發(fā)產(chǎn)生高次諧波的干擾。 因此要求此類元件有良好的接地,消除或降低二次輻射。

  二、機殼的設(shè)計

  由于手機內(nèi)置天線彈片對其附近的介質(zhì)比較敏感, 因此,手機外殼的設(shè)計和天線性能有密切關(guān)系。外殼的表面噴涂材料不能含有金屬成分, 殼體靠近天線的周圍不要設(shè)計任何金屬裝飾件或電鍍件。 若有需要,應(yīng)采用非金屬工藝實現(xiàn)。 機殼內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電噴涂,應(yīng)止于距天線 20mm 處。對于純金屬的電池后蓋,應(yīng)距天線 20mm 以上。如采用單極天線, 面板禁用金屬類殼體及環(huán)狀金屬裝飾。 電池(含電連接座)與天線的距離應(yīng)設(shè)計在 5mm 以上。

  三、天線彈片結(jié)構(gòu)

  1)PIFA 天線基本注意:

  1,天線空間一般要求預(yù)留空間: W(寬),L(長),H(高)其中 W( 15-25mm )、

  L( 35-45mm )、 H( 6-8mm) 。其中H 和天線諧振頻率的帶寬密切相關(guān)。 W、

  L 決定天線的最低頻率。如果天線面積如下:

  雙頻( GSM/DCS): 600x6~8mm

  三頻( GSM/DCS/PCS ): 700x7~8mm

  滿足以上要求則 GSM 頻段一般可能達到 -1~0dBi S/,PCS 可達 0~1dBi 。當(dāng)然高度越高越好,帶寬性能得到保證。

  2,手機內(nèi)置天線盡量遠(yuǎn)離周圍馬達、 SPEARRKEECRE、IVER 等較大金屬物體。有時候有攝像頭出現(xiàn),這時候應(yīng)該把天線這塊挖空,盡量作好攝像頭 FPC 的屏蔽(鍍銀襁),否則會影響接收靈敏度。盡量避免 PCB 上微帶、引線等與天線彈片平行。

  3,手機內(nèi)置天線附近的結(jié)構(gòu)件(面)不要有噴涂導(dǎo)電漆等導(dǎo)電物質(zhì)。

  4,手機天線彈片附近區(qū)域不要做電鍍工藝以及避免設(shè)計金屬裝飾件等。 有環(huán)形的金屬圈就要接地.裝飾件,通過導(dǎo)電布接到入件上再接到電路板的邊緣,即導(dǎo)地。

  5,內(nèi)置天線正上、下方不能有與 FPC 重合部分,且相互邊緣距離 3mm 以上。

  6,內(nèi)置天線與手機電池的間距應(yīng)在 5mm 以上。

  7,手機 PCB 的長度對 PIFA 天線的性能有重要的影響, 目前直板機 PCB 的長度在 75-105mm 之間這個水平。

  8,饋電點的焊盤應(yīng)該不小于 2x3mm;饋電點應(yīng)該靠邊緣。

  9,天線彈片區(qū)域可適當(dāng)開些定位孔!

  10,在目前的有些超薄滑蓋機中,由于天線高度不夠,可以通過挖空 PIFA 天線下方的地,然后在其背面再加一個金屬片,起到一個參考地的作用,達到滿足設(shè)計帶寬的要求。

  2)PIFA 天線空間要求:

  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天線設(shè)計參考:

  3)MONOPOLE 天線的基本注意:內(nèi)置的 MONOPOLE 天線體積稍小,性能較外置天線差。

  具體要求如下:

  1,內(nèi)置天線周圍 3mm 內(nèi)不能有馬達、 SPEARKER、 RECEIVER較大金屬物體。

  2,天線的寬度應(yīng)該不小于 15mm。

  3,內(nèi)置天線附近的結(jié)構(gòu)件(面)不要噴涂導(dǎo)電漆等導(dǎo)電物質(zhì)。

  4,手機天線區(qū)域附近不要做電鍍工藝以及避免設(shè)計金屬裝飾件等。

  5,內(nèi)置天線正上、下方不能有與 FPC 重合部分,且相互邊緣距離 3mm 以上。

  6,內(nèi)置天線與手機電池的間距應(yīng)在 5mm 以上。

  7, MONOPOLE 必須懸空,平面結(jié)構(gòu)下不能有 PCB 的 Ground ,一般內(nèi)置天線必須離主板 3mm(水平方向),在天線正下方到地的高度必須保持在 5mm(垂直方向)以上(如下示意圖),可以把主板天線區(qū)域的地挖空,目前在超薄的直板機上基本上是滿足這個要求。

  8,由于 MONOPOLE 天線沒有參考的地, SAR比 PIFA 天線大,實際應(yīng)用中受到限制且這是測試的難點,但是效率一般比 PIFA 高。離電池要5mm 以上。

  4)Monopole 天線空間要求:

  PHS: Ground 鏤空 5mm 天線空間 20*3mm

  CDMA: Ground 鏤空 5mm 天線空間 30*5mm

  GSM&DCS: Ground 鏤空 7mm 天線空間 30*7mm

  GSM&DCS&PCS:Ground 鏤空 8mm 天線空間 30*7mm

  GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground 鏤空 12mm 天線空間 30*7mm

  CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA:Ground 鏤空 12mm 天線空間 30*7mm

  Monopole 天線設(shè)計參考:

  天線垂直 PCB 裝配

  四、金屬器件對天線彈片的影響

  1、Speaker 和 Receiver 的影響:Speaker 和 Receiver 中間是一個線圈,長度約在 40-50mm 左右,加上不同長度的信號線可在不同的頻段產(chǎn)生諧振,降低天線性能。Speaker 和 Receiver 本身的高頻音頻信號會在低頻段產(chǎn)生干擾。一般在兩根信號線上各串聯(lián)一個 100nH 電感,可有效消除其影響。

  2、Motor 和 Camera 的影響Motor 對天線性能影響很大,特別是在工作狀態(tài) ( 震動 ) 下。因此一般要求其距離天線饋點在 10mm 以上,同時為了提高天線效率等,天線在 Motor 上方周圍區(qū)域盡量不布線。Camera 正常情況下影響很小,但有時 Flash 的引線 FPC 過長,會干擾到天線,故 FPC 長度越短越好。

  3、裝飾件的影響機殼周框(上蓋和下殼)和天線附近經(jīng)常會有金屬裝飾件或電鍍裝飾件,如果它們的尺寸和工作頻段波長成比例,會對天線產(chǎn)生極大干擾。

  圖一周框電鍍層使功率和靈敏度下降 3dB,故在兩肩部分截斷。

  圖二為 Camera 周圍的裝飾件,尺寸較大,靈敏度下降了 5dB,后整體尺寸減小一圈后影響消失。

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