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iPhone 6 6+天线设计

iPhone 6 6+天线设计
iPhone 6 6+天线设计

iPhone6 6+的天线设计

2014/11

iPhone 6/6+相较前代手机,多了NFC支持,LTE支持更多频段。

天线结构前所未有的复杂。

支持的无线通信标准:

Cellular:

CDMA EV-DO Rev. A (800, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)

UMTS (WCDMA)/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)

TD-SCDMA 1900 (F), 2000 (A)

GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)

FDD-LTE (频段1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29)

TD-LTE (频段38, 39, 40, 41)

总结一下,全部频段:

Bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29 ;Bands 34,38, 39, 40, 41 。

进一步整合一下:(B38/B40差距较大,一般不整合)

TX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13, 17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28;34, 38,39,40, 41 。

RX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28, 29;34, 38,39,40, 41。

RX又可分为:

PRX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13,17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28;34, 38,39,40, 41。DRX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28, 29;38,39,40, 41。

即发射TX 16个通道(11 FD + 5 TD)加上GSM HB/LB的2个通道,共18通道。

接收PRX、DRX分别为16和15通道,频段并非完全相同。B34由于不支持LTE仅存在于PRX,B29为B2/4/23的CA仅存在于DRX,B13/17的DRX由于频率接近可合成为一个。(GSM 4个接收通道均包含在PRX/DRX内,B2,3,5,8)

这些频段按照射频元件的工作频率划分为低、中、高三个频段:

低频段:【700MHz~1GHz】B13,17,8,20,26(5、18、19),28,29。

中频段:【1.7GHz~2.2GHz】B1,25(2),3,4;34,39。

高频段:【2.3~2.7GHz扣除2.4~2.5GHz】B7,38,40,41。

其中,仅B34不支持LTE。

主天线开关至少为DP15T,TD天线开关至少为SP9T。【DP16T+SP10T?】

(硬件管脚数目限制,最大为DP19T+SP10T)

WiFi/BT:

802.11a/b/g/n/ac 无线网络(单天线,双频2.4GHz/5GHz)

蓝牙4.0 无线技术

2400~2483.5MHz;4915~5825MHz。

AGPS/GLONASS:

1575.42MHz

NFC:

13.56MHz

NFC由于工作频率低,其结构不能算是严格意义上的天线,准确的说是一个电感(互感)线圈,应具备包围一定(磁通)面积的环形结构。

iPhone 6的金属外壳:

背壳的金属分为A、A’、B、B’、C共5部分,其中C、B、B’是内部联通的,充当天线的地;

A、A’则是被绝缘隔离条分开的,分别充当上部天线和下部天线。

天线仍然分为上部和下部两个区域。

Cellular主天线。

下部天线LAT结构相对简单。

最右侧红圈为天线LAT的地,中间红圈为天线LAT的馈电端口。

左侧蓝圈为Antenna Tunning端口,附近上方的芯片为Antenna Tunning芯片。

(Antenna Tunning技术是从iPhone5开始引入的,目的是更好的适应越来越多的射频频段,上部天线和下部天线均采用此技术,上部天线Tunning电路在主PCB上,下部Tunning电路在尾插排线上。)

iPhone 6/6+的下部天线结构基本无差别。

显而易见的尺寸差别导致的天线参数变化,由设计和无源补偿网络及Tunning电路解决。

上部天线的结构则复杂的多。

它要实现Cellular副天线、双频WLAN/BT、GPS、NFC等功能。

上部天线包括UAT1、UAT2、UAT3各1个馈电端口和NFC的2个端口。

UAT1为天线Tunning端口,影响UAT3;

UAT2为WLAN 5GHz频段天线;

UAT3功能较多,包括WLAN/BT 2.4GHz、GPS、Cellular副天线。

NFC FD1通过柔性排线(上面有一个表贴电感)和螺丝连接至上金属条的最右端,FD2基本位于此金属条的最左侧,通过天线工件内的导线连接至主PCB,主PCB上此点并不接地,但此点通过螺丝直接固定在金属外壳地。NFC天线环路的面积大体等于上部塑料条圈起的面积。

由于NFC天线只有单圈且面积不大,相较传统解决方案耦合系数小得多,需要额外的驱动能力,采用AWS公司芯片AS3923提供驱动,如下图:

上部天线的原理框图为:

iPhone 6+ 下部天线:

Celluar主天线。

Antenna Tunning包括3个芯片?。iPhone 6+ 上部天线:

iPhone 6+的上部天线与iPhone6结构不同。但仍然包括UAT1、UAT2、UAT3各1个馈电端口和NFC的2个端口。

由于iPhone6+尺寸的增大,外壳充当天线实现高频段相对来说更难一些,所以Cellular高频

段采用了独立的天线模块实现,外壳天线仅实现中低频段。

UAT1为天线Tunning端口,影响UAT3;

UAT2为WLAN 2.4/5GHz双频天线,还有Cellular副天线的一个实现频段(高频段B7/38/40/41);UAT3为GPS、Cellular副天线的第二实现频段(中低频段)。

NFC驱动芯片:

整机的射频电路框图(猜测,不准)

HFSS的天线课程设计报告书

. . . . . 图1:微带天线的结构 一、 实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为2.5GHz ,带宽 (回波损耗S11<-10dB)大于5%。 ●在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、 实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由Deschamps 于1953年提出来的,经过20年左右的发展,Munson 和Howell 于20世纪70年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L 、辐射源的 宽度W 、介质层的厚度h 、介质 的相对介电常数r ε和损耗正切 δtan 、 介质层的长度LG 和宽度WG 。图1所示的微带贴片天线是采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈电,也就是将同轴线街头的心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能,矩形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L 方向上有2/g λ的改变,而在宽度W 方向上保持不变,如图2(a )所示,在长度L 方向上可以看做成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W 方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图2(b )可以看出,微带线边缘的电场可以分解成垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

HFSS 天线设计实例

HFSS 天线设计实例 这是一种采用同轴线馈电的圆极化微带天线 切角实现圆极化 设计目标!(具体参数可能不精确,望大家谅解)主要讲解HFSS操作步骤! GPS微带天线:介质板:厚度:2mm,介电常数:2.2,大小:100mm*100mm 工作频率:1.59GHz,圆极化(左旋还是右旋这里不讲了哈),天线辐射在上半平面覆盖! 50欧同轴线馈电, 1、计算参数 首先根据经验公式计算出天线的基本参数,便于下一步建立模型。 贴片单元长度、宽度(正方形贴片长宽相等)、馈电点位置,分离单元长度.下表是经HFSS分析后选择的一组参数:

2、建立模型 首先画出基板50mm*50mm*2mm 的基板 起名为substrate 介电常数设置为如图2.2的,可以调整color颜色和transparent透明度便于观察 按Ctrl+D可以快速的使模型全可见!按住Ctrl+Alt键,拖动鼠标可以使3D模型自由旋转同理,我们画贴片:

1、在基板上画出边长65mm(假设用公式算出的是这么多)的正方形 2、起名为patch,颜色选绿色,透明度设为0。5 画切角是比较麻烦的 1、用画线条工具,画三线段,坐标分别是0.5.0, 5.0.0, 0.0.0 2、移动三角形,选中polyline1,选菜旦里edit\Arrange\move,先确定坐标原点或任一点为基准点,将三角形移动到左上角和贴片边沿齐平。 3、复制三角形,选中polyline1,选菜单里edit\arrange\duplicate\around axis,相对坐标轴复制,角度换成180,然后在右下角就出现了相对称的另一个三角形。 4、从patch上切掉对角上的分离单元polyline1和polyline1_1: 选中patch、polyline1和polyline1_1,选菜单里3D modeler\Boolean\Subtract 把polyline1和polyline1_1从patch上切掉最后剩下 先在介质板底面画一个100mm*100mm的正方形作为导电地板。起名为 ground 下面就是画馈源了:我们采用同轴线馈电,有两种建模方法: 1、在馈电点画一0.5mm的铜柱代表同轴线内导体,起名为feed 2、在介质板底面馈电点处画一1.5mm的圆,起名为port 3、复制port为port1,复制feed为feed1 4、复选port和feed1,执行菜单里3D Modeler\Boolean\Subtract,使port成为一个内径0.5mm外径1.5mm

(完整版)射频微带阵列天线设计毕业设计

射频微带阵列天线设计 摘要 微带天线是一种具有体积小、重量轻、剖面低、易于载体共形、易于与微波集成电路一起集成等诸多优点的天线形式,目前已在无线通信、遥感、雷达等诸多领域得到了广泛应用。同时研究也发现由于微带天线其自身结构特点,存在一些缺点,例如频带窄、增益低、方向性差等。通常将若干单个微带天线单元按照一定规律排列起来组成微带阵列天线,来增强天线的方向性,提高天线的增益。 本文在学习微带天线和天线阵的原理和基本理论,加以分析,利用Ansoft 公司的高频电磁场仿真软件HFSS,设计了中心频率在10GHz的4元均匀直线微带阵列,优化和调整了相关参数,然后分别对单个阵元和天线阵进行仿真,对仿真结果进行分析,对比两者在相关参数的差异。最后得到的研究结果表明,微带天线阵列相较于单个微带天线,由于阵元间存在互耦效应以及存在馈电网络的影响,微带阵列天线的回波损耗要大于单个阵元。但是天线阵列增益明显大于单个微带天线,且阵列天线比单个阵元具有更好的方向性。

关键词:微带天线微带阵列天线方向性增益 HFSS仿真 Design of Radio-Frequency Microstrip Array Antenna ABSTRACT Microstrip antenna is a kind of antenna form with many advantages like,small size, light weight, low profile, easy-to-carrier conformal, easy integration with many other of microwave integrated circuits and so on. Now microstrip array wildly applied in the filed of wireless

天线设计毕业汇报总结

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

HFSS的天线课程设计(20201005041508).docx

一、实验目的 ●利用电磁软件Ansoft HFSS 设计一款微带天线。 ◆微带天线要求:工作频率为,带宽( 回波损耗 S11<-10dB)大于 5%。 ● 在仿真实验的帮助下对各种微波元件有个具体形象的了解。 二、实验原理 1、微带天线简介 微带天线的概念首先是由 Deschamps于 1953 年提出来的,经过 20 年左右的发展, Munson和 Howell 于 20 世纪 70 年代初期制造出了实际的微带天线。微带天线由于具有质量轻、体积小、易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。 图1 是一个简单的微带贴片天线的结构,由辐射源、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数 包括辐射源的长度L、辐射源的 宽度 W、介质层的厚度 h、介质 的相对介电常数r和损耗正切 tan、介质层的长度LG和宽度 WG。图 1 所示的微带贴片天线是图 1:微带天线的结构 采用微带天线来馈电的,本次将要设计的矩形微带贴片天线采用的是同轴线馈 电,也就是将同轴线街头的内心线穿过参考地和介质层与辐射源相连接。 对于矩形贴片微带天线,理论分析时可以采用传输线模型来分析其性能, 形贴片微带天线的工作主模式是TM10模,意味着电场在长度L方向上有 g / 2 矩 的 改变,而在宽度 W方向上保持不变,如图 2(a)所示,在长度 L 方向上可以看做 成有两个终端开路的缝隙辐射出电磁能量,在宽度W方向的边缘处由于终端开路,所以电压值最大电流值最小。从图 2(b)可以看出,微带线边缘的电场可以分解成 垂直于参考地的分量和平行于参考地的分量两部分,两个边缘的垂直电场分量大小 相等、方向相反,平行电场分量大小相等,方向相反;因此,远区辐射电场垂直分 量相互抵消,辐射电场平行于天线表面。

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。

(完整版)基于HFSS的微带天线设计毕业设计论文

烟台大学 毕业论文(设计) 基于HFSS的微带天线设计 Microstrip antenna design based on HFSS 申请学位:工学学士学位 院系:光电科学技术与信息学院

烟台大学毕业论文(设计)任务书院(系):光电信息科学技术学院

[摘要]天线作为无线收发系统的一部分,其性能对一个系统的整体性能有着重要影响。近年来内置天线在移动终端数量日益庞大的同时功能也日益强大,对天线的网络覆盖及小型化也有了更高的要求。由于不同的通信网络间的频段差异较大,所以怎样使天线能够覆盖多波段并且同时拥有足够小的尺寸是设计内置天线的主要问题。微带天线具有体积小,重量轻,剖面薄,易于加工等诸多优点,得到广泛的研究与应用。微带天线的带宽通常小于3%,在无线通信技术中,对天线的带宽有了更高的要求;而电路集成度提高,系统对天线的体积有了更高的要求。 随着技术的进步,在不同领域对于天线的各个要求越来越高,所以对微带天线的尺寸与性能的分析有着重要的作用。对此,本文使用HFSS 软件研究了微带天线的设计方法,论文介绍及分析了天线的基本概念和相关性能参数,重点对微带天线进行了研究。 本文介绍了微带天线的分析方法,并使用HFSS 软件的天线仿真功能,对简单的微带天线进行了仿真和分析。 [关键词] 微带天线设计分析HFSS [Abstract]Antenna as part of the wireless transceiver system, its performance important impact on the overall performance of a system. Internal antenna in recent years an increasingly large number of mobile terminals while also increasingly powerful, and also network coverage and miniaturization of the antenna Band differences between the different communication networks, cover band and also problem of the design built-in antenna. Microstrip antenna with small size, light weight, thin profile, easy to process many advantages, extensive research and application. Microstrip antenna bandwidth is typically less than 3% the bandwidth of the antenna in wireless communication technology; improve the integration of the circuit the size of the antenna. As technology advances in different areas for various requirements of the antenna important role. Article uses HFSS microstrip antenna design, the paper introduces and analyzes the basic concepts and performance parameters of the antenna, with emphasis on the microstrip antenna. This article describes the analysis of the microstrip antenna and antenna simulation in HFSS simulation and analysis functions, simple microstrip antenna. [Key Words]Microstrip antenna design analysis HFSS

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。

天线设计

5. 2.4G PCB 天线设计 本节主要讨论的是2.4G PCB 天线,如果不考虑成本及体积,可以选用其它天线,如贴片天 线(小尺寸、中性能、中成本)或外置的鞭状天线(大尺寸、高性能、高成本),而PCB 天线是最低成本、中等尺寸,只要设计得当又能获得足够性能的天线。 本节中包括三种天线: ◆ 超小型PIFA 天线:用于Nano Dongle 的PCB 天线,由于PCB 空间受限,最大增益会 比其它几种天线小6dB 左右,即工作距离会短一半。由此天线及MCU 做成的完整板子大小为11mm*18mm 左右。 ◆ 正常PIFA 天线:用于Normal Module 的PCB 天线,所占PCB 空间最大,最大增益可 以达到1.5dB ,如PCB 面积足够,建议用此天线。由此天线做成的RF Module 板子大小为15mm*18mm 左右。 ◆ 正常Wiggle 天线:用于Normal Module 的PCB 天线,所占PCB 空间比第二种稍小, 增益也稍差1dB ,可以用于对体积稍有要求的无线终端,如对于空间比较紧凑的无线鼠标等设备。由此天线做成的RF Module 板子大小为13mm*18mm 左右。 5.1. 小尺寸Nano Dongle 用PIFA 天线设计 天线具体尺寸如下图(板材为两层FR4,板厚0.6mm ): 其中天线线宽A :0.15mm ;B :0.25mm ;C : 0.4mm 图表11 Nano Dongle PIFA 天线

天线性能S11如下,工作频段覆盖整个2.4G ISM 频段 : 图表12 Nano Dongle PIFA 天线S11 2D 和3D 增益如下,该天线最大增益只有-5dB 左右:

GHz矩形微带贴片天线设计

燕山大学 课程设计说明书 题目: 基于ADS的矩形微带贴片天线的设计 学院(系):理学院 年级专业:电子信息科学与技术13 学号: 学生姓名:张凤麒任春宇 指导教师:徐天赋 教师职称:副教授 燕山大学课程设计(论文)任务书 院(系):理学院基层教学单位:电子信息科学与技术13

说明:此表一式四份,学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日燕山大学课程设计评审意见表

基于ADS的矩形微带贴片天线设计 The Design of Rectangular microstrip patch antenna with ADS 摘要:本文研究了通信系统中的矩形微带贴片天线。首先介绍了矩形微带贴片的背景及微带馈电的设计考虑。使用了安捷伦辅助仿真工具ADS对2GHz矩形微带贴片天线结构及相应的参数进行了设置仿真及优化,尽可能达到其相应的技术指标。 Abstract:This paper studies the rectangular microstrip patch antenna in communication system. Firstly, the background of rectangular microstrip patch and the design considerations of microstrip feed are introduced. The microstrip patch antenna structure and corresponding parameters of 2GHz rectangular microstrip patch antenna are simulated and optimized by ADS, and the corresponding technical index is reached as far as possible. 关键词:矩形微带贴片天线 ADS 设计 Keyword:Rectangular microstrip patch antenna ADS design 一.矩形微带贴片天线的背景 微带贴片天线由于具有质量轻、体积小,易于制造等优点,现今已经广泛应用于个人无线通信中。微带贴片天线由接地板、介质基片和介质基片上的辐射贴片构成的,其中辐射贴片可以是任意的几何形状,但是只有有限的几何形状能计算出辐射特性,比如矩形,圆形,椭圆形,三角形、半圆形、正方形等比较规则的几何形状,其中矩形和圆形贴片的研究最多,可以作为单独的天线使用也可以作为阵元使用。当然在实际应用中,也有矩形和圆形贴片达不到要求的情况,这就促使了人们对各种几何形状微带贴片天线的研究。本文选用矩形贴片来研究微带天线。

iPhone 6 6+天线设计

iPhone6 6+的天线设计 2014/11 iPhone 6/6+相较前代手机,多了NFC支持,LTE支持更多频段。 天线结构前所未有的复杂。 支持的无线通信标准: Cellular: CDMA EV-DO Rev. A (800, 1700/2100, 1900, 2100 MHz) UMTS (WCDMA)/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1700/2100, 1900, 2100 MHz) TD-SCDMA 1900 (F), 2000 (A) GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz) FDD-LTE (频段1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29) TD-LTE (频段38, 39, 40, 41) 总结一下,全部频段: Bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29 ;Bands 34,38, 39, 40, 41 。 进一步整合一下:(B38/B40差距较大,一般不整合) TX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13, 17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28;34, 38,39,40, 41 。 RX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28, 29;34, 38,39,40, 41。 RX又可分为: PRX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13,17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28;34, 38,39,40, 41。DRX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28, 29;38,39,40, 41。 即发射TX 16个通道(11 FD + 5 TD)加上GSM HB/LB的2个通道,共18通道。 接收PRX、DRX分别为16和15通道,频段并非完全相同。B34由于不支持LTE仅存在于PRX,B29为B2/4/23的CA仅存在于DRX,B13/17的DRX由于频率接近可合成为一个。(GSM 4个接收通道均包含在PRX/DRX内,B2,3,5,8) 这些频段按照射频元件的工作频率划分为低、中、高三个频段: 低频段:【700MHz~1GHz】B13,17,8,20,26(5、18、19),28,29。 中频段:【1.7GHz~2.2GHz】B1,25(2),3,4;34,39。 高频段:【2.3~2.7GHz扣除2.4~2.5GHz】B7,38,40,41。 其中,仅B34不支持LTE。 主天线开关至少为DP15T,TD天线开关至少为SP9T。【DP16T+SP10T?】 (硬件管脚数目限制,最大为DP19T+SP10T)

手机结构设计

手机结构设计标准(详细分类珍藏版) 字体: 小中大| 打印发表于: 2007-7-02 07:13 作者: wildfire 来源: SupeSite/X-Space社区门 户 一.天线的设计 1,PIFA双频天线高度≥7mm,面积≥600mm2,有效容积≥5000mm3 PIFA 2,三频天线高度≥7.5mm,面积≥700mm2,有效容积≥5500mm3 3,PIFA天线与连接器之间的压紧材料必须采用白色EVA(强度高/吸波少) 4,圆形外置天线尽量设计成螺母旋入方式非圆形外置天线尽量设计成螺丝锁方式。 5,外置天线有电镀帽时,电镀帽与天线内部外壳不要设计成通孔式,否则ESD难通过。6,内置单棍天线,电子器件离开天线X方向10(低限8),天线尽量*壳体侧壁,天线倾斜不得超过5度,PCB天线触点背面不允许有金属。 7,内置双棍天线如附图所示,效果非常不好,硬件建议最好不要采用 8,天线与SIM卡座的距离要大于30MM GUHE电工天线,周围3mm以内不允许布件,6mm以内不允许布超过2mm高的器件,古河天线正对的PCB板背面平面方向周围3mm 以内不允许有任何金属件 二.翻盖转轴处的设计: 1,尽量采用直径5.8hinge, 2,转轴头凸出转轴孔2.2,5.8X5.1端与壳体周圈间隙设计单边0.02,2D图上标识孔出模斜度为0 3,孔与hinge模具实配,为避免hinge本体金属裁切毛边与壳体干涉, 4,5.8X5.1端壳体孔头部做一级凹槽(深度0.5,周圈比孔大单边0.1), 5,4.6X4.2端与壳体周圈间隙设计单边0.02,,2D图上标识孔出模斜度为0, 6,孔与hinge模具实配,hinge尾端(最细部分)与壳体周圈间隙设计0.1 7,深度方向5.8X5.1端间隙0,4.6X4.2端设计间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成 8,壳体装配转轴的孔周圈壁厚≥1.0 非转轴孔周圈壁厚≥1.2 9,主机、翻盖转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2 10,壳体非转轴孔与另壳体凸圈圆周配合间隙设计单边0.05,不允许喷漆, 深度方向间隙≥0.2,试模适配到装入方便,翻盖无异音,T1前完成 11,凸圈凸起高度1.5,壁厚≥0.8,内要设计加强筋(见附图) 12,非转轴孔开口处必须设计导向斜角≥C0.2,凸圈必须设计导向圆角≥R0.2 13,HINGE处翻盖与主机壳体总宽度,单边设计0.1,试模适配到喷涂后装入方便,翻盖无异

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2.6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Verizon 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

手机内置天线设计方案原理

手机内置天线设计原理 在手机制造商中,为什么大家公认NOKIA的手机信号好呢?为什么大家都认为MOTO的手机信号好且性能稳定呢?主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天线与RF方面的设计流程的理念与国内厂商不一样。像MOTO公司所要主张的那样,手机设计首先要保证信号好,即RF性能好;其次要保证音频性能好,话都听不清打什么电话呢?所以,在他们的初期方案中就包含了与天线相关的基于外观、主板、结构等的总体环境设计。由于外观、主板、结构、天线是作为一个整体,提供给天线的预留空间及内部的RF环境十分合理,所以天线性能优越也在情理之中。 反观国内的手机设计,负责工程管理和主持工程设计的人员对天线的认识不足,同时受结构方案和外形至上的制约,到最后来“配”天线,对天线的调试匹配占了整个天线设计流程的大部份时间,这与包含天线的整体方案设计有本质的区别,往往就导致留给天线的面积和体积不足,或在天线下面安置喇叭、摄像头、马达、FPC排线等元件,造成天线性能下降。实际上,如果在方案预研和总体设计阶段,让RF与天线方面的技术人员有效参与进来,进行有效的RF和天线设计沟通和评估,ID、结构、RF设计兼顾天线和整体性能,那么设计出优质的手机产品有什么难的呢? 一、内置天线对于手机整体设计的通用要求 主板 a. 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(六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面),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(主要是方便PCB布线的微带线阻抗的计算和仿真)。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。天线RF馈电焊盘应采用圆角矩形盘,通常尺寸为3×4mm,焊盘含周边≥0.8mm的面积下PCB 所有层面不布铜。双馈点时RF与地焊盘的中心距应在4~5mm之间。 b. 布板RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,屏蔽盒尽量规整一体,同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。含金属结构的元件,如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。对于折叠和滑盖机,应避免设计长度较长的FPC(FPC走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰),最好两面加接地屏蔽层。 c. 常见问题 对于传导接收灵敏已经满足要求(或非常优秀)但整机接收灵敏度差的情况,特别是PIFA 天线,其辐射体的面积和形式还是对辐射接收灵敏度有一定的影响,可以在天线方面做改进。整机杂散问题原因在于天线的空间辐射被主板的金属元件(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。因此要求此类元件有良好的接地,消除或降低二次辐射。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。 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(monopole)天线,面板禁用

仿真设计吸顶天线毕业设计(论文)

北京邮电大学世纪学院 毕业设计(论文) 题目仿真设计吸顶天线

北京邮电大学世纪学院毕业设计(论文)任务书 姓名学号专业通信工程系(院) 通信与信息工程设计(论文)题目仿真设计吸顶天线 题目分类■工程设计;□工程技术研究;□软件工程(如CAI课题等);□专题研究;□艺术设计; □其他 题目来源□自然科学基金与部、省、市级以上科研课题;□企、事业单位委托课题;□院级课题; ■自拟课题□其他 指导教师(指导教师组 职称工作单位备注组长及成员姓名) 翟应斌副教授通信与信息工程系组长 李冠群教授通信与信息工程系组员 杨慧春讲师通信与信息工程系指导老师 任国芳助教通信与信息工程系组员 毕业设计(论文)的内容和要求: [注意:选题尽量与实际应用需求相结合。要求写明本设计(论文)所涉及的分析方法或技术手段(如定性、定量分析的方法);要求有学生独立的见解,设计内容要详细写明具体步骤和技术指标]。 对于宽频带系统,一个很重要的问题就是宽带天线的研究。因为相对于传统的窄带天线,宽带天线需要有几个倍频程的带宽,而且要求天线在整个频带中都有稳定性能。 随着现代无线和移动通信的发展,迫切需要一种全向宽带的天线来覆盖尽量多的通信频段。双锥天线最早由Schelkunoff提出并作为研究天线辐射特性的模型,由于其自身具有渐变结构形式和水平旋转对称的特点,而具有天然良好的宽频带特性和全向特性。 熟悉电磁波辐射特性、天线参数、微带天线理论等相关内容,利用仿真软件Ansoft HFSS 设计锥形天线,进而很好的理解和掌握电磁波的传播、天线的结构参数、设计指标等。 利用仿真软件设计指标如下: 1.端口的特性阻抗50欧姆; 2.方向图全向性; 3.电压驻波比<2; 4. 中心频率4GHZ; 5. 频带范围:宽频带。

手机天线设计

手机结构天线设计注意事项 A、外置天线空间要求 CDMA: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS: 线圈尺寸Ø5.2*14mm GSM&DCS&PCS: 线圈尺寸Ø5.2*15mm GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm CDMA&GSM&DCS&PCS&WCDMA: 线圈尺寸Ø5.2*15mm B、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 超薄直板手机应用PIFA的方案把PCB在天线区域截断,用一块良好接地的金属片紧贴手机Top面,使得PIFA的地降低;PIFA的patch则贴近Bottom面,这样可以充分利用手机内部的厚度。PIFA的高度要求还是不难满足的。 此种方案的缺点在于LCD的位置偏低,如果ID设计的卖点是大LCD且位置偏高,则不适合这种设计。 超薄直板手机应用单极天线的方案 采用单极天线方案的要点是有一块净空区域在板的端部,净空区域一般宽8mm。该区域没有地,且一般没有器件进入。 考虑ID设计要求出音孔不能太低,speaker或者receiver势必要进入上述的净空区域。折中的设计是不可避免的。问题在于寻求一个两方面都可接受的平衡点。 根据我们的实验判断认为,磁声器件在单极天线的净空区域内,在手机厚度方向拉远器件和天线的垂直距离没有明显的好处且增加手机厚度;而沿手机主板长度方向移动器件是有巨大作用的,2mm的距离足以增加1dBi的增益。 此种结构布局LCD可以放得较高,ID设计都比较符合时尚,但单极天线的性能可能由于较少的净空区,其它器件的影响,会大幅度的降低。 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。 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

天线设计毕业论文,DOC

欢迎阅读第一章绪论 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 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。

因此,一副实用且性能良好的天线既要满足系统易于集成化的要求,同时也要满足各个系统的兼容性、可靠性要求,即为对天线小型化、宽频带、多频带的设计要求,因此本文主要对现代无线通信系统的多频带、宽带、超宽带天线进行研究和设计。 1.2微带天线的发展概述 早在1953年G. A. DcDhamps教授就提出利用微带线的辐射来制成微带微波天线的概念。但是,在接下来的近20年里,对此只有一些零星的研究。直到1972年,由于微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求,芒森(R.E.Munson)和豪威尔(J.Q.Howell)等研究者制成了第一批实用的微带天线[1]。随之,国际上展开了对微带天线的广泛研究和应用。1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题目际会议,1981年IEEE天线与传播会刊在1月号上刊载了微带天线 80 年代中, 1.3 1.4 第三章多频带天线设计 3.1天线多频化实现技术 3.2基于分形结构的多频微带天线设计 3.1.1 三、微带天线的小型化技术 天线作为无线收发系统的一部分,其性能的优劣对整个系统的性能有着重要的影响。微带天线带宽相对较窄,通常低于3%,而无线通信技术的发展,特别是高速数据传输系统以及军用宽带无线系统的发展,要求天线具有更高的带宽。同时在随着电路集成度的提高,系统对天线的体积有着

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