手机天线的一体化设计

手机天线的一体化设计

内容简介：近年来，随着移动通信系统的迅速发展，对手机天线的设计也提出了电性能好、受周围环境影响小的要求。这就要求对手机天线设计做一体化考虑。对于手机终端来说，内置式天线已成为主流，而平面倒F天线(PIFA)是其中应用最为广泛的一种。本文将以PWA天线为研究对象，首先研究了理想PIFA天线的设计测试过程，然后在建立手机整体分析模型的基础上重点研究了手机天线一体化设计过程，最后还进行了相关匹配电路的设计，并制作了天线实物，每款天线均进行了相应的测试。本文共分三个部分。首先是天线的“走线”问题，即理想状态下手机天线的设计，这是手机PIFA天线设计的基础内容，介绍了手机PIFA天线的理论分析模型；通过分析影响PWA天线的关键参数，阐述了PWA天线的一般规律，得到工作于GPS和Bluetooth(BT)频段的两款PIFA天线；通过软件仿真详细分析两款双频PIFA天线，并在此基础上展宽DCS频带带宽得到一款GSM900/DCS1800WCS1900三频PWA天线。第二部分是复杂环境下手机天线的设计问题，以一款常见的直板型手机为例介绍了手机天线的实际电气环境，从而抽象得到一个手机天线的一体化分析模型，详细研究了扬声器、电池和手机外壳对天线性能的影响，并在此基础上通过调节天线参数设计得到一款工作于该电气环境下的GSM900/DCS1800双频天线；对于手对天线性能的影响也作了简要讨论。最后部分是手机天线匹配电路的设计，天线匹配电路是手机天线一体化设计的重要组成部分，介绍了匹配电路设计的基本流程，详细分析了手机天线常见的PI型匹配电路的单元件，双元件和三元件实现。结论表明手机PWA天线的一体化设计是必要且可行的。本研究为内置式手机天线的一体化设计提供了有益的参考。

作者：曹红方,

关键词：手机终端, 一体化设计, PWA天线, 性能参数,