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手机天线测量研究-《An Investigation Into Measurement of Handset Antennas》

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手机,作为无线通讯终端终端的代表,在极大地方便资讯沟通的同时,也在改变着现代生活的方式。手机的强势崛起,引领着通讯产业的蓬勃发展。当苹果的iphone一次又一次地掀起新概念潮流时,人们为之痴狂,原来手机还能这样做!但当iphone4深陷“天线门”漩涡时,人们仿佛恍然醒悟,原来天线这个不起眼的元件是如此的重要。

由于有诺基亚,摩托罗拉,莱尔德,安费诺,加利等业内巨擘的研发支持,手机天线的设计呈现百花齐放百家争鸣的繁荣态势。而在天线设计方案层出不穷的同时,如何精确测定和评估天线的性能便成为了一个不容回避的重要问题。手机天线因其小型紧凑的外观,和尺寸有限的参考地,使得对其测量成为了复杂细致的工作。不同的测试方案往往会导致大相径庭的测量结果。

荷兰代尔夫特理工大学的Ligthart教授在讲座《Multi-Band Antennas with Integrated Circuitry in Mobile Phones》中曾经采用过如下的测试方案:
CONVENTIONAL DUAL-BAND PIFA.JPG


无独有偶,乔治亚理工学院的李融林教授等人在论文《A Novel Low-Profile Broadband Dual-Frequency Planar Antenna for Wireless Handsets》中也采用了相似的测试设计:
Fixture.JPG

两个例子中,都采用了微带线馈电,同轴线接PCB中间的设置。这样做有什么道理呢?对于这样一类的问题,新加坡视听与通信技术研究院(Institute for Infocomm Research)的四位学者在全面深入地研究了手机天线测量后,在论文《An Investigation Into Measurement of Handset Antennas》给出了答案,并发表在《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 54, No. 3, June 2005》上。

本文阐述了在采用设计测试方案的情况下,信号电缆对于待测手机天线的工作频率,辐射场型,以及增益的影响。在该简明设计方案中,同轴信号电缆经由一条蚀刻在印刷电路板上的微带传输线,对待测手机天线进行馈电。利用实验以及数值方法,分析了不同的馈电方案和电缆布置对于两个常用手机天线的影响。同时,也通过测量和仿真天线,手机主板,以及电缆附近的场分布,探究了电缆的相关影响。

本文对于从事无线通讯终端天线设计行业的工程师,以及研究小型天线的科技工作者都极具实用价值。现将该文翻译成中文,供大家学习参考,限于本人水平,疏漏不善之处在所难免,欢迎大家提出宝贵意见。谢谢!

Installation diagram of the measurement of the radiation patterns.png

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