谁说手机天线没有技术含量？！

wavedyd

路过看看, 挺有启发, 受益了

magicsissy

这些天在看FICA的资料，请问楼主有什么这方面新的动态吗？ 实践中发现低频的揩振一直是1G左右，好像没有办法 ...
zgy560 发表于 2010-6-22 13:54

                               
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不好意思，才看到你的回复。
这几个问题，我尝试回答一下，不一定完全准确，你可以参考。


1.FICA天线的资料或者讨论，我有专门发过帖子，并且还和天线区的另一位版主ybandzyy讨论过，你可以搜索一下我之前的帖子。

2.低频谐振没办法再往低频方向移动，这个很可能不是天线的缘故，你检查一下你的PCB上的ground，它的尺寸有多大，一般来说当PCB上的ground的长度不足低频中心频率波长的四分之一时，其低频性能是无法调好的。因此像你说的824MHz，那么ground的长度应该至少在91mm以上，再长点那更好。

3.你提及的FICA的共模与差模是否能在一般的PIFA/monopole天线上实现,从作者在原文中对FICA天线工作原理的阐述中来看，恐怕很难实现。
作者原文的翻译如下：
“FICA天线的两个臂从馈电区域开始背向分离。该馈点结构可以解释为偶模激励与奇模激励的叠加。因而，这样的馈电构造能够激励产生奇模与偶模对称的谐振。在FICA天线与移动电话PCB的地相结合的条件下，所形成的辐射构造可以被设计成为，在低频段产生一个谐振，在高频段产生两个谐振。特别是，由于在低频段（~900MHz）上，FICA天线元件的电长度不足，因此需要PCB的长度来平衡使之产生谐振。该谐振模被称为“共模”，这是因为它在FICA天线两臂上的电流是同相的，而在PCB地上的电流是纵向的。在高频段上有两个模被激励出来。一个是“差模”，它在FICA天线两臂上的电流是反相的，而在PCB地上的电流是涡流。另一个模是“缝模”，是一个更高次的共模，是FICA天线狭缝的强烈激励。差模和缝模可以综合产生一个宽阔，连续，跨越几百兆赫兹的辐射频带。”

可以看到，FICA天线的两个引脚放在PCB的中间，而不是像一般PIFA或monopole那样放在PCB的角落，这样设计是发明者的特意思路。我们也知道，手机天线由于是小天线，而PCB的ground也很小，不能视为参考地，那么馈电位置的不同会导致天线性能的重大变化。同时，FICA天线的两个臂几乎是对称的，这也可以解释为什么作者在理论阐述中提及同相和反相的问题。我们平常PIFA/monopole一般都不能满足这两个条件，所以我个人认为在一般的天线上激励出像FICA那样的谐振模恐怕很难实现。

4.翻盖机天线做在底部时，通常低频的性能会很差。为什么？因为我们知道，手机天线是小天线，PCB上ground的尺寸变化通常会对天线性能造成剧烈影响。因为此时的ground不是一般的参考地，不能套用镜像原理，此时的ground实际上就是辐射体，是手机天线的一部分！翻盖机的上下两块主板分属不同的ground，仅仅是依靠一条FPC将两者相连。可想而知，翻盖机不稳定的ground，怎么可能不对天线低频性能造成影响呢？据研究分析，ground上的电流在通过FPC时，会显著破坏天线的辐射场型，造成天线低频性能恶化。
通常的处理手段是在与FPC相对的PCB的另一边，用良导体（通常是金属弹片）将上下板的ground直接连接起来，该连接片的宽度最好大于3mm。或者，将上板的ground通过弹片连接到两板之间的金属转轴上，然后在下板靠近转轴的外壳上喷涂导电漆，导电漆要接下板的ground，通过导电漆，上下板之间的ground会有耦合效应。具体操作在文字中无法确切描述，一言概之，ground的影响很大，那条连接上下板的FPC是个关键因素。

00d44

我帮你编辑了，O(∩_∩)O哈哈~

00d44

很久没见你了，我最近在思考如何写一些原创的东西放在论坛里

AndyBeckham

其实从iPhone4就看出来手机天线的设计有多么重要了。。。

00d44

手机天线设计，应该引起足够的重视

zgy560

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这几个问题，我尝试回答一下，不一定完全准确，你可以参考。


1.FICA天 ...
magicsissy 发表于 2010-7-6 17:43

                               
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感谢楼主的细心回答
还有几个不明不处望楼主相告之

1      之前有碰到一款翻盖机，下板通过金属弹片与转轴相联，这种情况下高低频都还不错；可是转轴再联到上板时（此时上下板通过转轴相联），低频就恶化了，这种情况应该怎么去理解呢？理论上接通上板后更可以满足GROUND大于等于四分之一波长的条件，是不是性能也应该相应的更好呢？可是实践中并非如此。
2  还有楼主提到的上下板之间的耦合是怎么发生的？
3  楼主说在通过FPC时辐射场形会恶化，这同样也应该对高频形成影响吧。但高频一般是没有问题的，这应该怎么理解？如果说低频的性能差只是因为FPC的地不充分，是否可以改变FPC的地的成分（可以加大地的布线比如说大于3MM），这样 的话是不是就不会存在低频差的情况了？

cem-uestc

这次IPhone出现的问题，再次证明了天线设计的复杂性

magicsissy

感谢楼主的细心回答
还有几个不明不处望楼主相告之

1      之前有碰到一款翻盖机，下板通过金属 ...
zgy560 发表于 2010-7-7 16:17

                               
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1.关于上下板上地的处理，有的时候是在FPC对应的另一侧加上导体连接上下板，有的则不能进行直接的电气连接。所以你说的加上连接导体反而使低频性能恶化的情况，不仅存在，而且不少见。

翻盖机上下板地的处理，不能生搬硬套直板机的开发经验。

第一，要纠正你一个概念，地的长度不是越长越好，除非地非常的大，像笔记本电脑天线的地，可以视作是理想地。否则，在地的长度超过一个最佳值时，低频性能是会出现下降的情况。关于这一点，翁金辂教授的《Planar Antennas for Wireless Communications》的第二章最后一节有论述，可以去查阅，本书论坛有下载。

第二，翻盖机上下板的地不是完整连接的，而是通过连接导体（FPC，金属弹片）进行连接，实际上不是一块完整的地，连接导体的尺寸，形状，接地点的位置都对天线性能有着至关重要的影响，不能硬套直板机中地的概念。

2.上下板之间耦合的问题很难用文字准确描述，你可以当面请教一些有几年研发经验的工程师，让他们给你讲解一下，我阐述的处理方法，相信他们看一遍，一般都能立刻明白是怎么回事。

3.高频的性能通常是不依赖于地的长度（注意，是地的长度，不是地的宽度），有兴趣你可以做做实验，将地的长度加长减短少许（当然不能变化太多），你会发现，在低频性能发生显著变化时，高频的性能变化很小。手机天线的参考地不是理想地，而是辐射体的一部分，地的变化通常都是对低频性能造成剧烈影响。经常遇到的金属前框接地问题，其影响也一般是体现在低频性能的变化。这也说明地的变化主要影响低频性能。

另外，翻盖机的地面上的电流在流经FPC时，电流的方向被改变了，从而导致低频性能恶化的。不是说FPC的地不充分，更不是加宽一点宽度就能解决的。单点接地和双点接地，其差异在射频领域是本质区别。完整的地和不完整的地，也是本质区别。

文字很难描述确切，只能说，我给你讲的两个方法，都是现在业内最常用的处理手段。不这样处理，天线的低频性能一般都会很差。

00d44

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