第六讲 手机天线类型比较和结构射频规则

第六讲手机天线类型比较和结构射频规则

一、各种手机内置天线的特点和演变过程

在常见的手机天线结构中，陶瓷介质天线由于Q值很高，带宽窄，损耗大，并且易受环境的影响而产生频率漂移，因此不推荐作为手机主天线使用，但由于其尺寸小的优势，可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上，并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式，这种天线也由于介质板的损耗常数而产生一定的损耗，所以在大多数高端机情况下也不推荐使用，仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。

PIFA天线自产生以来，一直到今天都一直是内置天线的主要形式，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度缩小为四分之一波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求，原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格，改用各种变形的单极子天线设计，这样就减小了结构对天线的依赖性，增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计，Samsung E708的城墙线（Meander）天线设计，以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧，它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿，并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。

二、PIFA天线和单极子天线的性能比较

前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析，下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。

1．空间结构要求

两种天线的设计对空间的预留都必须考虑Chu极限定理，但在组成上，PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面，两者互相平行，并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体，它们必须位于手机上，所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。

而采用单极子天线进行设计，则天线仅有一个辐射体而没有地面，因此它对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制，天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。

2．可靠性

PIFA天线需要两个Pin脚，而单极子天线仅仅需要一个Pin脚。如果PIFA天线的接地Pin脚接触不可靠，则对天线的性能会产生较大的影响，已经有天线厂家提供的相关结论证实。单个触点产生的天线问题更容易排查，因此单极子天线比PIFA天线具有更高的可靠性。

3．地面的尺寸对天线性能的影响

对PIFA天线来说，最优的带宽出现在接地面的尺寸大约为0.35λ，0.85λ和1.35λ处。接地面上的最小电流周期为0.5λ。而对单极子天线来说，则不存在最优尺寸限制。而接地面长度的变化对频率和带宽的影响如下表所示（资料来源于台湾中山大学相关仿真实验结果）：

从上表可以看出，由于接地面的存在，PIFA天线的工作频率变得相当稳定，受外界环境因素的影响很小。这也是PIFA天线在传统内置天线手机中备受青睐的一个重要原因。

4．SAR值比较

采用PIFA天线作为内置天线设计，由于能量只在手机外侧半空间辐射，并有较高的前后比，因此具有较好的SAR值。而采用单极子变形天线，能量在全空间辐射，因此SAR值高于PIFA天线，但是内置单极子天线比外置天线SAR值会略好。

5．设计难度

PIFA天线由于接地面的作用使频率性能变得十分稳定，因此其设计难度相对较

小，任何手机天线厂家都乐于采用PIFA天线做设计。而内置单极子天线受结构件的影响较大，加上人手和使用手机的人体对它的影响都较大，在设计时需要考虑各种环境因素对它的影响，因此设计难度较大。但结合用户的使用要求，在待机状态、使用状态下根据用户通常的持机习惯结合手机的结构将天线设计成不同状态下呈现不同的方向图特性，但最终能够满足用户的要求，这种天线设计方式需要很高的技巧，但也具有很强的市场竞争力，这类手机不易被其他厂家模仿，这也是少数领先的手机厂商在最新上市的杀手锏类机型中通常使用这类天线做手机设计的重要原因。索爱E908中的天线在闭盖和翻盖下有不同的方向性，Motorola V3中用一根金属棒即可以做设计，都显示了很高的天线设计技巧。

三、结构射频规则

以下介绍采用PIFA天线和单极子天线做内置天线设计的主要结构规则。

[规则1] 在设计任何种类的移动电话内置天线时，为获得尽可能好的性能，和天线制造商应在最初阶段以来开始设计天线是很重要的，这对内置天线厂家来说尤其重要。

[规则2] 使用尽可能大的空间：对天线性能来说，尺寸越大越好。GSM三频天线推荐的尺寸是20×40×8mm（PIFA，PCB单侧），或14×40mm（Monopole，PCB双侧）。对PIFA天线，辐射体和地面的高度是带宽的主要决定因素，推荐为8mm，最低不得小于6.5mm。

[规则3] PCB长度对天线增益有显著的影响，推荐双频PCB长度不得小于80mm。当PCB长度小于80mm时，增益显著恶化。如做多频段设计，PCB长度应适当加长。

[规则4] 天线应远离以下金属物体，保持6mm以上间距，并要求以下物体有良好的接地：LCD、摄像头、液晶屏、按键等的弯曲电缆、连接振荡器或扬声器的导线、含金属的螺丝或螺母。

[规则5] 馈点和短接电路点接近接地片（手机PCB板）的边缘，对弹片接触来说，弯折点和PCB焊点的距离应为4－5mm。

[规则6] 不要屏蔽焊点，尽可能减少EMC遮护板。

[规则7] 发射片的边缘尽可能靠近接地片边缘，甚至可以超出接地片边缘。

[规则8] 手机所有金属必须正确接地，避免能量损失和附加不辐射谐振，关注射频屏蔽罩。

[规则9] 发射片和接地片之间的空间尽可能多地填充空气，支撑物应尽可能少。

[规则10] 天线推荐和避免放置的位置：

避免放置位置

[规则11] 推荐天线形状为天线结构附近尽量减少其他物体，保持天线为一金属片状结构，尽量避免减小天线宽度。（结构）

可行但设计难度较大、性能较差的情况是天线上有较大的孔（如测试端口和摄像头），为安装电池或其他需要减小天线尺寸（建议电池扣放在侧面，以避免影响天线形状）。

[规则12] 推荐焊盘大小2×3mm，间距2mm。（PCB）

[规则13]连接天线馈电点的传输线尽量采用共面波导结构（CPW）。（结构和PCB）

[规则14] 天线下方尽量减少元件，特别是较高的元件。天线下放置元件的面积最多不超过30％，最高元器件与天线的间距最少要确保为2mm。（结构）

[规则15] 不能在天线正下方放置匹配焊盘，匹配元器件应在天线馈电点附近。（PCB）

[规则16] 天线与电池的最小距离为10mm。（结构）

[规则17] 天线不应被耦合到屏蔽罩，所有接地屏蔽应与天线有6mm间隔。（结构）

[规则18] Hinge的Flex Film Cable应与天线保持6mm距离。（结构）

[规则19] 天线塑料盖内侧和后侧使用最少的金属喷涂。（EMC）

[规则20] 避开有争议的PCB板宽，在有DCS工作的情况下，PCB宽度推荐设计为35mm或45mm，不要设计在40mm，以避免形成DCS交叉极化。

手机天线检验标准样本

天 线 组 件文献编号：HBS—PZ ---WI—012

更改记录 目录 1.0............................................................................................................................................................................. 目

2.0............................................................................................................................................................................. 范畴 3.0............................................................................................................................................................................. 抽样筹划 4.0............................................................................................................................................................................. 定义 4.1 ...................................................................................................................................................................... 检查条件 4.2 ...................................................................................................................................................................... 抽样原则 5.0 .......................................................................................................................................................................... 术语和定义 5.1 ...................................................................................................................................................................... 缺陷级别 5.2 ........................................................................................................................................................ 天线不良缺陷定义 5.3 .......................................................................................................................................................... 附着力级别定义 6.0............................................................................................................................................................................. 检查内容 6.1..................................................................................................................................................... 外观不良鉴定原则 6.2............................................................................................................................................................. 尺寸鉴定原则 7.0....................................................................................................................................................... 可靠性实验及鉴定原则 8.0................................................................................................................................................................... 周期性测试规定 9.0 .......................................................................................................................................................................... 包装规定 10.0 ...................................................................................................................................................................... 出货附带报告

手机天线的结构和原理

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。

手机整机检验规范标准

整机质量检验标准 目录 前言 (2) 1．适用范围 (3) 2．规范性引用文件 (3) 3．缺陷等级分类 (3)

4.缺陷名词 (4) 5 缺陷判断列表 (6) 6 检验环境及条件： (7) 7 检验方式和接受抽样标准 (8) 8检验项目及判定标准 (9) 8.1 常规检验 (9) 8．2 性能指标检验项目判定： (10) 8．3 装配检验项目判定： (10) 8.4 外观检验项目判定： (12) 8．5 包装检验项目判定（出货检验）： (15) 8．6 硬件类检查标准： (15) 8. 7 包装检验项目： (15) 前言 ●目的和作用 为确保所有手机的生产、检验工序有序进行，本标准为过程质量控制、在线模拟用户检验、例行检验、最终成品检验和确认检验提供依据，特编写本标准 ●主要内容 本标准适用于深圳信息科技有限公司手机产品的各种质量检验。

执行者 生产部、品质部、硬件部、软件部、结构部、工程部、售后服务部、 本标准自实施之日起代替《成品质量检验标准》，本次标准修订由通讯科技有限公司研发质量部提出。 本次标准修订部门：项目部 本次标准主要修订人： 本次标准审核人： 本次标准发布批准人： 本标准于2015年4月首次发布。 手机产品检验规范 1．适用范围 本规范适用于本司所生产的所有GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA等手机产品的质量检验和控制。 2．规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 2828.1 计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划 3．缺陷等级分类 3.1 严重缺陷（A类） a)导致用户选购时拒绝购买的故障；

华为手机整机检验标准

华为手机整机检验标准 This manuscript was revised on November 28, 2020

1目的 此标准规定了手机成品品质接收标准,保证手机外观、标识、包装及一般性能符合设计要求，确保产品品质。 2适用范围 适用于本公司所有手机产品在代工厂或自行生产的制程质量评估与出货抽样检验。3参考文件 3.1各款手机的ID图及相关文件; 3.2各款手机的MD产品装配图及类似相关文件。 3.3GB/ 逐批检查技术抽样程序及抽样表 4定义 4.1Cri，Critical Defect，致命缺陷：对产品使用者人身与财产安全构成威胁的 缺陷； 4.2Maj，Major Defect，主要缺陷：制品单位的性能不能满足该产品预定的功能 或严重影响该产品正常使用性能或可导致客户退机的外观等缺陷； 4.3Min，Minor Defect，次要缺陷：对产品外观产生轻微影响的缺陷； 4.4Acc，Acceptable Defect，可接受缺陷：可以接受的缺陷，在产品制程质量评 估时使用，在产品出货抽样检验中仅供参考； 4.5封样，Golden Sample，也称为样板：由设计部门或品管部门或销售部签名认 可的、用于确认和鉴别各种订制结构件来料批量供货质量的样品；一般可分为 标准样板和/或上限样板、下限样板（上/下限样板一般需征求销售部意见）、 结构样板等。 5抽样计划与接受标准及产品外观检查方式和条件： 5.1抽样计划：按照国标GB/ (或等同标准)，正常抽检水平，一次抽样，II类； 5.2接受标准：AQL（Cri：0，Maj：，Min：） 5.3产品外观检查方式和条件： 5.3.1环境亮度:在距离检测部分50cm处用一个照明亮度值为800LUX以上的 照明系通模拟日光。

手机内置天线分类

手机内置天线分类 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（MLK）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

手机双频天线设计论文综述

通信工程专业实训 题目：手机内置天线的设计 专业：通信2班 学号：1167119226 姓名：李盼 指导老师：杜永兴 分数：_________________

目录 摘要： 关键字： 第一章：背景介绍 第二章：实训过程记录第三章：实训结论 第四章：实训总结 第五章：参考文献

摘要：现在的电子通讯技术飞速发展，随着技术可经济的推进，人们对手机的要求越来越高，然而手机的基本功能就是打电话，而对手机的内置天线要求就更高难度更大，小型化，并且能工作在不同的频段下，文中主要研究双频手机PIFA天线。采用了开槽的的设计方法实现了天线的双频，工作性能良好，易于实现，现在大多数手机都使用这种天线。 关键字：PIFA天线，双频，GSM,DCS,HFSS 第一章：背景介绍 1.1 移动通信对手机天线的要求 天线最主要的功能在于转换两种不同传播介质中的电磁波能量。在能量转换的过程中，会出现收发信机与天线及天线与传播介质之间的不连续接口。在无线通讯系统中，天线必须依照这两个接口的特性来做适当的设计，以使得收发信机、天线以及传播介质之间形成一个连续的能量传输路径。 移动通信手机对天线的要求： 外在要求： 天线尺寸小，重量轻，剖面低，携带方便，机械强度好 电性能要求： 水平面要求有全向辐射方向图，频带宽，效率高，增益高，受周围环境影响小，对人体辐射伤害小 1.2 手机天线的指标意义 天线输入阻抗： 天线的输入阻抗是以收发机与天线间的接口往天线端看入所得到的阻抗值。这一数值对天线的辐射效率，天线的带内增益波动，天线前端的功率容量有很大的影响。手机天线是一种驻波天线，，天线的阻抗不匹配，将导致大量的信号反射，使天线的辐射效率降低，同时由于反射的影响使得天线在宽频带内的增益有抖动，如果天线的驻波为6，手机前端的击穿电压将降为原来的1/6，而功率容量就会下降。 手机天线驻波对天线效率的影响不可不慎。 天线的驻波要求，我们目前统一要求为小于3。

华为手机整机检验标准

1目的 此标准规定了手机成品品质接收标准,保证手机外观、标识、包装及一般性能符合设计要求，确保产品品质。 2适用范围 适用于本公司所有手机产品在代工厂或自行生产的制程质量评估与出货抽样检验。 3参考文件 3.1各款手机的ID图及相关文件; 3.2各款手机的MD产品装配图及类似相关文件。 3.3GB/ 逐批检查技术抽样程序及抽样表 4定义 4.1Cri，Critical Defect，致命缺陷：对产品使用者人身与财产安全构成威胁的缺陷； 4.2Maj，Major Defect，主要缺陷：制品单位的性能不能满足该产品预定的功能或严 重影响该产品正常使用性能或可导致客户退机的外观等缺陷； 4.3Min，Minor Defect，次要缺陷：对产品外观产生轻微影响的缺陷； 4.4Acc，Acceptable Defect，可接受缺陷：可以接受的缺陷，在产品制程质量评估时 使用，在产品出货抽样检验中仅供参考； 4.5封样，Golden Sample，也称为样板：由设计部门或品管部门或销售部签名认可 的、用于确认和鉴别各种订制结构件来料批量供货质量的样品；一般可分为标准 样板和/或上限样板、下限样板（上/下限样板一般需征求销售部意见）、结构样

板等。 5抽样计划与接受标准及产品外观检查方式和条件： 5.1抽样计划：按照国标GB/ (或等同标准)，正常抽检水平，一次抽样，II类； 5.2接受标准：AQL（Cri：0，Maj：，Min：） 5.3产品外观检查方式和条件： 5.3.1环境亮度:在距离检测部分50cm处用一个照明亮度值为800LUX以上的照 明系通模拟日光。 5.3.2检查方式和角度:目视,视线与被检查物表面角度在15-90度范围内旋转。 5.3.3检查距离和时间: 检查被检物最多15秒内，人眼距离被检物约30cm。 5.3.4外观检查需使用污点标准（菲林片）。 5.4判定原则：港利通科技认可的工程样机所具有的特性、特点全部作为接受，对于 不符合样机的，或以工程设计图纸的偏差要求作为接受表准，或以以下具体的描 述进行判定。 6关于一些名词的定义符号定义： 6.1刮手：是指用手指或皮肤接触物件表面或边缘有刺痛感，它与装配错位不同的是 即使在同一平面，也会有刺痛感。 6.2装配不良：是指因设计公差或装配因素导致两个接合件的接合面不在同一平面的 现象，也可称之为错位或起级，它与刮手不同的是无刺痛感。 6.3间隙：是指因设计公差或装配因素导致两个接合件的接合面之间有间隙。

手机内置天线总结

手机内置天线总结 一．手机常用频段及组合 CDMA手机：CDMA 1X ,CDMA 800MHz. CDMA 1X ：824 MHz ~894 MHz，1850 MHz ~1990 MHz GSM手机：GSM850\GSM900\DCS1800\PCS1900. GSM850:824~894MHz GSM900:880~960MHz DCS1800:1710~1880MHz PCS1900:1850~1990MHz 更多频段： ISM\Bluetooth (2400~2480MHz) UMTS (1920~2170MHz) WLAN (2400~2483MHz\5100~5900MHz WIMAX (2500~2690MHz\3400~3600MHz)… 手机天线一些频段组合举例： 双频：GSM850/PCS1900(美)GSM800/PCS1900(欧) 三频：GSM900/DCS1800/ PCS1900 WCDMA/GSM850/ PCS1900 GSM850/DCS1800/PCS1900 四频：GSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900 GSM900/DCS1800/PCS1900/WCDMA GSM850/GSM900/DCS1800/WCDMA 其他：GSM900/DCS/PCS/Bluetooth 二．手机天线的要求 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。天线是接受和发射电磁波重要的无线电设备。

电性能要求：水平面全向辐射，频带宽，效率高，增益高，SAR值小。 外部要求：低姿态，低剖面，尺寸下，重量轻，机械强度高。 天线可以根据天线所处位置分为外置天线和内置天线两类。 外置天线：常采用螺旋型，圆环型，折叠环设计，优点是频带范围宽接受稳定，但外置天线易损坏，人体靠近时性能影响较大，SAR较高，发展趋势必将是小型化、内置化、多频段和智能化. 内置天线：PIFA (Planar Inverted F Antenna) Internal Planar Monopole 三. PIFA天线 PIFA天线是现在使用较多的内置手机天线。 PIFA天线的演变过程：dipole=>monopole=>ifa=>pifa 典型结构是由辐射贴片、短路片、馈电和金属接地板四部分组成。 图1 PIFA天线的结构 PIFA的辐射机理等等于微带天线有十分相似之处，可以由微带天线推导。微带天线其辐射主要靠边缘场。假设一微带天线大地放置，该天线已经加短路点，长边只要1/4波长考虑到支撑天线的塑胶支架介电常数大于空气的1，存在波长缩短效应正比于1/sqrt(epsilon)，可以略小于四分之一波长就能形成边缘场，两边缘的场垂直分量（有部分）会抵消，水平分量加强。产生平行于地平面的线极化远场。因为PIFA天线的辐射主要靠边缘场，边缘的场越往外倾斜，辐射越好（开放场）。这是PIFA天线的高度重要的原因。

华为手机整机检验标准.汇总-共14页

1 目的 此标准规定了手机成品品质接收标准,保证手机外观、标识、包装及一般性能符合设计要求，确保产品品质。 2 适用范围 适用于本公司所有手机产品在代工厂或自行生产的制程质量评估与出货抽样检验。 3 参考文件 3.1 各款手机的ID图及相关文件; 3.2 各款手机的MD产品装配图及类似相关文件。 3.3 GB/T2828.1-2019 逐批检查技术抽样程序及抽样表 4 定义 4.1 Cri，Critical Defect，致命缺陷：对产品使用者人身与财产安全构成威胁的缺陷； 4.2 Maj，Major Defect，主要缺陷：制品单位的性能不能满足该产品预定的功能或严重影响 该产品正常使用性能或可导致客户退机的外观等缺陷； 4.3 Min，Minor Defect，次要缺陷：对产品外观产生轻微影响的缺陷； 4.4 Acc，Acceptable Defect，可接受缺陷：可以接受的缺陷，在产品制程质量评估时使 用，在产品出货抽样检验中仅供参考； 4.5 封样，Golden Sample，也称为样板：由设计部门或品管部门或销售部签名认可的、用 于确认和鉴别各种订制结构件来料批量供货质量的样品；一般可分为标准样板和/或上限样板、下限样板（上/下限样板一般需征求销售部意见）、结构样板等。 5 抽样计划与接受标准及产品外观检查方式和条件： 5.1 抽样计划：按照国标GB/T2828.1-2019 (或等同标准)，正常抽检水平，一次抽样，II 类；

5.2 接受标准：AQL（Cri：0，Maj：0.65，Min：1.5） 5.3 产品外观检查方式和条件： 5.3.1 环境亮度:在距离检测部分50cm处用一个照明亮度值为800LUX以上的照明系 通模拟日光。 5.3.2 检查方式和角度:目视,视线与被检查物表面角度在15-90度范围内旋转。 5.3.3 检查距离和时间: 检查被检物最多15秒内，人眼距离被检物约30cm。 5.3.4 外观检查需使用污点标准（菲林片）。 5.4 判定原则：港利通科技认可的工程样机所具有的特性、特点全部作为接受，对于不符合 样机的，或以工程设计图纸的偏差要求作为接受表准，或以以下具体的描述进行判定。 6 关于一些名词的定义符号定义： 6.1 刮手：是指用手指或皮肤接触物件表面或边缘有刺痛感，它与装配错位不同的是即使在 同一平面，也会有刺痛感。 6.2 装配不良：是指因设计公差或装配因素导致两个接合件的接合面不在同一平面的现象， 也可称之为错位或起级，它与刮手不同的是无刺痛感。 6.3 间隙：是指因设计公差或装配因素导致两个接合件的接合面之间有间隙。 6.4 镜高：是指装配后的Lens表面与其装配体同一面的表面之间的高度差。 6.5 装配主体：是指被装配物体的最主要的装配体，如主机的面与底，翻盖的面与底，各类 镶嵌件，按键等。 6.6 组件或配件：指组装在主体上的组件，在这份文件上指Lens、电池、SIM卡、电池 门，其配合应良好，取卸灵活。各部件配合良好,满足推力计最小2Kgf的抗冲击性能。 6.7 符号定义：N:Number (数量) D: Diameter(直经) L: Length(长度) H: Highness(高度) B:Beepness (深度) W:Width (宽度) A: Area (面) G: Gap (间隙)

4G智能手机天线设计的解决方案

4G智能手机天线设计的解决方案 2010年全球移动数据消费量增长了倍。这是移动数据使用量连续三年接近3倍的增幅。到2015年，全球移动数据业务量有望增长到2010年的26倍。导致这种戏剧性增长的关键因素之一是智能手机和平板电脑的快速普及。全球移动数据用户希望他们的设备在全球任何地方都能高速联网。 这种期望给网络和设备性能带来了巨大的负担。在移动数据设备中，天线是“接触”网络的唯一部件，优化天线性能变得越来越重要。然而，智能手机和平板电脑中的4G天线设计所面临的挑战十分艰巨。尽管应对这些挑战有多种可行的解决方案，但每一种都会有潜在的性能折衷。 4G天线设计挑战 有许多因素会影响手持移动通信设备的天线性能。虽然这些因素是相关的，但通常可以分成三大类：天线尺寸、多副天线之间的互耦以及设备使用模型。 天线尺寸天线尺寸取决于三个要素：工作带宽、工作频率和辐射效率。今天的带宽要求越来越高，其推动力来自美国的FCC频率分配和全球范围内的运营商漫游协议；不同地区使用不同的频段。“带宽和天线尺寸是直接相关的”且“效率和天线尺寸是直接相关的”--这通常意味着，更大尺寸的天线可以提供更大的带宽和更高的效率。 除了带宽外，天线尺寸还取决于工作频率。在北美地区，运营商V erizon Wireless和AT&T Mobility选择推广的LTE产品工作在700MHz频段，这在几年前是FCC UHF-TV再分配频段的一部分。这些新的频段（17,704-746MHz和13,746-786MHz）比北美使用的传统蜂窝频段（5,824-894MHz）要低。这个变化是巨大的，因为频率越低，波长越长，因而需要更长的天线才能保持辐射效率不变。为了保证辐射效率，天线尺寸必须做大。然而，设备系统设计人员还需要增加更大的显示器和更多的功能，因此可用的天线长度和整个体积受到极大限制，从而降低了天线带宽和效率。 天线间互耦更新的高速无线协议要求使用MIMO（多入多出）天线。MIMO要求多根天线（通常是两根）同时工作在相同频率。因此，话机设备上需要放置多根天线，这些天线要同时工作且相互不能有影响。当两根或更多天线位置靠得很近时，就会产生一种被称为互耦的现象。 举例说明，移动平台上紧邻放置两根天线。从天线1辐射出来的一部分能量将被天线2截获，截获到的能量将在天线2的终端中损耗掉，无法得到利用，这可以用系统功率附加效率（PAE）的损耗来表示。根据互换性原理，这种效应在发送和接收模式中是相同的。耦合幅度反比于天线的分隔距离。对于手机实现而言，MIMO和分集应用中工作在相同频段的天线之间的距离可以是1/10波长或以下。例如，750MHz时的自由空间波长是400mm.当间隔很小时，比如远小于一个波长，则耦合程度会很高。天线之间耦合的能量是无用的，只会降低数据吞吐量和电池寿命。 设备使用模型与传统手机相比，智能手机和平板电脑的使用模型有很大变化。除了正常工作外，这些设备还要满足电磁波能量吸收比（SAR）和助听器兼容性（HAC）法规要求。 使用模型的另一个方面是消费内容的类型。诸如大型多人在线角色扮演游戏（MMORPG）和实时视频数据流等视频密集型移动应用不断推动数据使用率飙升。据ABI Research预测，从2009年到2015年，西欧和北美地区数据使用率有望分别以42%和55%的年复合增长率（CAGR）增长。这些相似的应用正在驱动制造商生产出更大尺寸、更高分辨率的显示屏。数据使用率的提高也在悄然改变消费者对这些设备的手持方式。例如，对于游戏应用来说，使用者必须用两手紧握设备两头，而其它应用程序可能根本无需用手握住设备。 越来越大的显示屏和使用者抓握方式的改变，使得为天线辐射单元找一个不被显示屏或

第六讲 手机天线类型比较和结构射频规则

第六讲手机天线类型比较和结构射频规则 一、各种手机内置天线的特点和演变过程 在常见的手机天线结构中，陶瓷介质天线由于Q值很高，带宽窄，损耗大，并且易受环境的影响而产生频率漂移，因此不推荐作为手机主天线使用，但由于其尺寸小的优势，可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上，并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式，这种天线也由于介质板的损耗常数而产生一定的损耗，所以在大多数高端机情况下也不推荐使用，仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。 PIFA天线自产生以来，一直到今天都一直是内置天线的主要形式，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度缩小为四分之一波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求，原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格，改用各种变形的单极子天线设计，这样就减小了结构对天线的依赖性，增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计，Samsung E708的城墙线（Meander）天线设计，以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧，它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿，并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。 二、PIFA天线和单极子天线的性能比较 前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析，下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。 1．空间结构要求 两种天线的设计对空间的预留都必须考虑Chu极限定理，但在组成上，PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面，两者互相平行，并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体，它们必须位于手机上，所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。 而采用单极子天线进行设计，则天线仅有一个辐射体而没有地面，因此它对辐射空间的要求就仅仅是天线辐射体周围的空间而没有地面的限制，天线占用的辐射空间可以不在手机体上而在手机周围的外界空间。因此对结构的限制较小。

手机内置天线慎用FPC

手机内置天线慎用FPC 目前，研发和生产的手机内置天线绝大多数是由金属弹片和塑料支架组成。此种结构形式可以保证安装可靠、天线性能稳定。其缺点是：需要开发和制作五金及塑料模具，制作周期长，费用较高。制作一套连续冲五金模具最快也要五至六天，制作一套塑胶模具最快也要六至七天。通常情况，一套五金加塑胶模具总费用在万元以上。为了缩短研发周期，规避产品研发失败而产生的模具费用损失，人们尝试用FPC（柔性线路板）代替五金弹片甚至代替天线支架，取消传统的热熔工艺，用不干胶直接粘在手机外壳（或天线支架）上。此种简单、快捷的天线生产工艺到底怎样呢？ 近年来，我们总计生产了几十套FPC天线，根据我们对此种天线质量的分析和对最早使用该种天线的手机生产商调查，我们的结论是：使用FPC粘到手机外壳（或支架）的天线，存在一定质量隐患。每家FPC厂都是用生产普通线路板的流程来生产天线，从FPC 投料到天线出厂检验很难做到像五金和塑料天线一样规范化操作，生产标准、生产工艺无法控制，更难保证各批次性能一致。如果确实需要使用FPC则必须在设计、生产和检验中应该注意如下问题： （一）在FPC天线中不干胶是重要固定材料，优良的永久性粘胶剂、合适的粘贴工艺是该天线质量的重要保证。然而，天线厂对于选用良好不干胶、不干胶的成分合成、不干胶的使用方法等了解甚少，或者可说是束手无策，形成完全依赖FPC线路板厂，失去质量控制，这种状态必须改变。 1 。不同的被粘贴物表面对粘贴影响很大，粗燥的被粘贴物表面就需要粘度较强的粘胶剂，不然天线容易翘起即粘性不如人意。 2 。被粘贴表面有平面和曲面之分，如果天线设计具有一定弧度则必须具有很强的粘合力。 3 。FPC 基材的柔性对于不干胶的粘合非常重要，特别是天线弧度较大时则必须有很好的柔性，否则，这款天线在短期内就会发生性能变化。较薄的基材有较好的柔性，然而这与天线性能存在矛盾。 4．手机外壳（或天线支架）表面的清洁状况对粘合力影响很大。不干胶最适用于表面清洁、干燥、无油迹和无灰尘的被贴物基材。手机外壳还是天线支架厂必须保证产品绝对清洁无油迹和无灰尘，工人操作也必须保证不接触到粘结面。 5 无论设计还是生产操作必须保证FPC准确定位在手机外壳（或支架）上，否则天线性能将有可能发生严重变化。 6 塑料中经常可见的增塑剂，在一定时间后会降低粘胶剂的粘性，为产品埋下隐患。 7 手机工作环境将对FPC的粘合产生一定影响，不是任何不干胶都可以长期在高温、潮湿、低温、干燥环境保持良好粘合力。 综上所述，多种原因都可能造成FPC天线与外壳（或天线支架）粘合不良，而不良的粘合将导致FPC翘起，使天线性能发生可怕的变化。 （二）1．FPC天线是以线路板铜箔作为天线辐射体，线路板基材是天线的组成部分。不同型号的线路板板材铜箔厚度、基材材料介电常数都有差异。处于微波波段的手机天线对于辐射体几何尺寸和基材介电常数十分敏感，必须引起我们高度重视。应该对FPC厂使用材料提出严格限制，并争取有效监督。 2．手机天线辐射体线条宽度、转弯角度，对天线的性能也是非常敏感，我们曾遇到由于天线线条宽度相差0.1MM而导致天线灵敏度大幅下降的案例。经常出现某些FPC对于线路

天线设计毕业论文

第一章绪论 一、绪论 1.1 课题的研究背景及意义 自古至今，通信无时无刻不在影响着人们的生活，小到一次社会交际中的简单对话；大到进行太空探索时，人造探测器与地球间的信息交换。可以毫不保留地说，离开了通信技术，我们的 生活将会黯然失色。近年来，随着光纤技术越来越成熟，应用范围越来越广。在广播电视领域， 光纤作为广播电视信号传输的媒体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统 具有的传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，已成为 城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常使用的电视传送 方式。随着全球通信业务的迅速发展，作为未来个人通信主要手段的现代通信技 术引起了人们的极大关注，我国在移动通信技术方面投入了巨大的人力物力，我国很多地区的电力通信专用网也基本完成了从主干线向光纤过度的过程。目前，电力系统光纤通信网已成为我国规模较大，发展较为完善的专用通信网，其数据、语音，宽带等业务及电力生产专业业务都是由光纤通信承载，电力系统的生产生活，显然，已离不开光纤通信网。 无线通信现状另一非常活跃的通信技术当属，无线通信技术了。无线通信技术包括了移动通信技术和无线局域网（ WLAN ）技术等两大主要方面。移动通信就目前来讲是 3G时代，数字化和网络化已成为不可逆转的趋势。目前，移动通信已从模拟通信发展到了数字移动通 信阶段。无线局域网可以弥补以光纤通信为主的有线网络的不足，适用于无固定场所，或有线局域网架设受限制的场合，当然，同样也可以作为有线局域网的备用网络系统。WLAN ，目前广泛应用 IEEE802.11 系列标准。其中，工作于 2.4GHZ频段的 820.11可支持 11Mbps 的共享接入速率；而802.11a 采用 5GHZ 频段，速率高达 54Mbps ，它比802.11b 快上五倍，并和 820.11b兼容。给人们的生活工作带来了很大的方便与快捷。 在整个无线通信系统中，用来辐射或接收无线电波的装置成为天线，而通信、雷达、导航、广播、电视等无线电技术设备都是通过无线电波来传递信息的，均 需要有无线电波的辐射和接收，因此，同发射机和接收机一样，天线也是无线电技术设备的一个重要组成部分，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波，但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低，要能够有效地辐射或接收电磁波，天线在结构和形式上必须满足一定的要求。快速发展的移动通信系统需要的是小型化、宽频带、多功能 (多频段、多极化 )、高性能的天线。微带天线作为天线 家祖的重要一员，经过近几十年的发展，已经取得了可喜的进步，在移动终端中采用内置微带天线，不但可以减小天线对于人体的辐射，还可使手机的外形设计多样化，因此内置微带天线将是未来天线技术的发展方向之一，设计出具有小型化的微带天线不但具有一定的理论价值而且具有重要的应用价值，这也成为当前国际天线界研究的热点之一。

天线设计注意事项

手机天线设计注意事项总结 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信号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。PCB板和地的边缘要打“地墙”。从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。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。它们对天线的电性性能有很大的负面影响. 3.天线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 由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，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，DCS/PCS可达0~1dBi。当然高度越高越好，带宽性能得到保证。 2，内置天线尽量远离周围马达、SPEARKER、RECEIVER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。

第六讲 手机天线类型比较和结构射频规则

第六讲手机天线类型比较和结构射频规则 1、各种手机内置天线的特点和演变过程 在常见的手机天线结构中，陶瓷介质天线由于Q值很高，带宽窄，损耗大，并且易受环境的影响而产生频率漂移，因此不推荐作为手机主天线使用，但由于其尺寸小的优势，可以用作对接收灵敏度要求不高的蓝牙天线。PCB板天线也一般仅仅是通过将外置单极子天线通过PCB过孔和PCB走线将辐射体做在PCB板上，并利用介质板的介电常数在一定程度上减小天线尺寸的形式，这种天线也由于介质板的介电常数而产生一定的损耗，所以在大多数高端机情况下也不推荐使用，仅在少数低端机和工作频点较少的情况下才为节约成本而使用。PCB天线可作外置天线也可作内置天线。 PIFA天线自产生以来，一直到今天都一直是内置天线的主要形式，因为它尺寸较小，可以充分利用PCB板作为接地面，并通过接地片将谐振长度缩小为四分之波长。但是随着手机小型化和集成度更高的发展要求，原有PIFA天线逐渐显示出一些对结构方面的严格限制。于是有不少业界领先的手机制造商Motorola、Samsung、Sony-Ericsson等公司逐渐改变手机天线的设计风格，改用各种变形的单极子天线设计，这样就减小了结构对天线的依赖性，增加了手机外观的灵活性。比如索爱E908的菱形天线设计，Samsung E708的城墙线（Meander）天线设计，以及Motorola V3中使用的一个金属铜棒作为天线的设计。这些新型的天线设计显示了高超的设计技巧，它们往往不易被天线其他天线厂家和手机厂家模仿，并逐渐发展成手机天线厂家之间和手机厂商之间竞争的一项核心技术。 2、PIFA天线和单极子天线的性能比较 前面我们已经分别对单极子天线和PIFA天线的一般特性进行过分析，下面我们在几种重要的特性方面比较一下两种天线性能的优劣。 1．空间结构要求 两种天线的设计对空间的预留都必须考虑褚氏空间效率极限定理，但在组成上，PIFA要求必须有一个辐射单元和一个大的接地面，两者互相平行，并且辐射体和接地面之间必须有一个不小的间距。接地面和辐射体都是物理实体，它们必须位于手机上，所以对结构限制较大。采用PIFA天线手机不可能做得很薄。

手机天线外观检验标准

1.目的 为IQC检验员提供检验和判定依据，确保原材料质量满足生产上线使用要求。 2.范围 本标准适用我司来料检验及外协加工厂对原材料的检验，客户无特别要求时适用本标准，如有变

更时以《设计变更通知》ECN为准。 3.定义 手机检验面的定义 AA级检验面：手机上显示信息的重要区域，如镜片的透明区和LCD的显示区。 A级检验面：暴露在外，且正常使用时可直接看到的主要表面，如镜片的非信息显示区，键盘、面壳、底壳、电池盖的正面、翻盖（及大翻盖）的正反两面。 B级检验面：暴露在外，且正常使用时并不直接看到的次要表面，如前壳、后壳电池盖、翻盖（及大翻盖）的外侧面，天线外表面，及其它手机配件如充电器、耳机等的外观面。 C级检验面：正常使用时看不到，只有在装卸电池或SIM卡时可看到的内表面，如后壳上被电池盖住的面或电池盖的内表面； D级检验面：只有在拆卸手机时才能看到的零件表面。 缺陷级别定义 致命缺陷（A类）（Critical Defect）：产品存在对使用者的人身及财产安全构成威胁的缺陷或造成不能使用的缺陷或严重影响主要性能指标、功能不能实现的缺陷，A类。 严重缺陷（B类）（Major Defect）：功能缺陷影响正常使用，性能参数超出规格标准；漏元件、配件或主要标识，多出无关标识及其他可能影响产品性能的物品；包装存在可能危及产品形象的缺陷，导致最终客户拒绝购买的结构及外观缺陷，B类。 次要缺陷（C类）（Minor Defect）：影响外观的缺陷，不影响产品使用，最终客户有可能愿意让步接受的缺陷。 注：有些外观检查中发现的问题会影响到产品的功能，则按照功能缺陷的标准来确定缺陷等级；如按键脱落会导致按键无功能，为主要缺陷。有些功能检查中发现的问题仅影响到产品观感，则按照外观缺陷的标准来确定缺陷等级；如按键漏光，C类。 4.抽样方案 依据GB/ISO 2859-1：2008 MIL-STD-105E正常检验一次抽样方案Ⅱ级水准，Cri AQL= ， Maj AQL= ，Min AQL=，（当Maj与Min同时出现时，计算不良：两个Min相加等于一个Maj 或一个Maj相当于两个Min）。AC（Accept）:表示合格判定个数；RE（Reject）:表示不合格判定个数，抽样表（注）数值表示，AC（合格判定个数）/n(抽样数)。 5.检验工具 游标卡尺、千分尺、刀片及其他辅助检测工具等； 6. 手机物料检验条件及环境 环境光度：600～800LUX或40Ｗ两盏冷白荧光灯； 观察距离：人眼距被测面25～35cm； 观察角度：被测物被检测面与视线成45度角，上下左右转动被测物15度以内； 观察时间： 10S±5S；