苹果公司是一家具有强大技术创新能力的整机厂商。2010年6月发生了震惊全球的“iPhone天线门”事件,“天线门”事件的主因是SAR测试缺陷造成 的。2010年7月被迫首次公开17间微波暗室、总投资超过1亿美元的天线测试系统。以向外界证明其具备强大的天线研发技术实力。让外界和外行也知道了手 机中天线产业还博大精深。的确,目前智能手机频段很多:FM、GSM850、GSM900、DCS、PCS、TDS-CDMA、WCDMA、CDMA2000、TD-LTE等等,其中四种以上制式的组合,如GSM850、GSM900、DCS、PCS致天线带宽不足;超薄导致天线效率下降。一部未完成设计的手机,遇到的最大不确定因素就是天线指标是否达标。
由于运营商要考虑新网兼容旧网,终端需要组合七种网络制式(LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE),设计成多频多模移动终端。智能手机需要支持超过 40 个不同 LTE 频段以及 MIMO 和载波聚合技术,为适应这些技术需求,目前的设备往往配有多个天线,有限的空间布满天线。为此天线技术开始创新迎接挑战,智能手机天线的技术创新主要有:
1)天线结构;
2)天线的材料创新;
3)天线加工的工艺创新;
4)新原理天线
下面具体谈谈:
(1)天线结构
除开通用的PIFA外,开始考虑可重构的天线。采用PIN高频二极管作开关,实现阻抗线的切换。通常我们所见的PIFA天线谐振点是不变的,但开关天线的 通过开关切换天线的谐振点,让天线工作在我们所需要的频段上面,采用这种思路,可以在相对有限的空间下,如同样在PIFA需要双频的空间 40*7*20mm下, 轻松实现四频(GSM850、GMS900、DCS、PCS),甚至到五频(GSM850、GMS900、DCS、PCS、WCDMA),使天线自由切换 在GSM的四频频段,及WCDMA之间,达到良好的射频性能。在普通PIFA天线边上多加一个耦合片,通过切换点接入开关电路,选择不同的长度传输线等效 成不同感抗值,以改变天线的等效阻抗,调整天线工作谐振,从而达到实现四频、五频功能,开关天线基于可重构天线的理念
(2)天线材料创新
采用可调介电材料、微磁材料解决多天线之间的去耦合问题、超薄问题、抗金属问题。
(3)天线加工工艺创新
采用LDS技术,把天线延展到外壳上。并可以制作些“光子晶体”图案,解决表面波干扰。
(4)新原理天线
这类天线热点在可调谐方面。电调谐天线可以实现让天线谐振点微调到所设计的频带内每个点,且达到最好的阻抗匹配、最佳的辐射的性能,一般是通过电压调整变容二极管改变切换点的接入阻抗,以改变天线的等效阻抗。可调谐天线优点是减小天线的尺寸并保证最佳射频性能。
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