手机天线的基本知识(1)
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发布时间：2022-09-09 22:15
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时间：2023-10-13 17:16
ps.工作需要，接触到手机天线，整理一些基本知识以备查询
外在要求：
天线尺寸小，重量轻，剖面低，携带方便，机械强度好 。
电性能要求：水平面要求有全向辐射方向图，频带宽，效率高，增益高，受周围环境影响小，对人体辐射伤害小。
手机天线可按所处的位置分为外置和内置天线两大类。
手机天线按传统的天线单元形式可分为：
1.单极天线
2.螺旋天线
3.PCB印制螺旋天线
上面三种为外置天线
下面五种为内置天线
4.微带贴片天线
5.缝隙天线
6.IFA天线和倒L天线
7.PIFA
8.陶瓷天线
外置天线的的优点是频带范围宽、接收信号比较稳定、制造简单费用相对低；缺点是天线暴露于机体外易于损坏、天线靠近人体时导致性能变坏、不易加诸如反射层和保护层等来减小天线对人体的辐射伤害、同时对于FDD的系统，接收和发送必须使用不同的匹配电路。 传统的外置天线一般为单极天线，虽然制作简单，但是尺寸较大，不便于携带。
一般采用螺旋天线来降低天线的尺寸（法向螺旋），另外现在也开始使用印制在PCB的螺旋天线来得到更小尺寸与各种形状的外置天线。
这种天线还有许多种变形形式，能够实现多频、宽带的要求，有很强的灵活性，因此在外置天线中，此类天线的应用越来越广。
拉杆天线：一般是采用一节1/4波长螺旋和一节1/2波长螺旋构成，需要介质棒去耦，用来实现手机的高增益，在手持情况下，其增益可增加6dB以上。
另外还有一种所谓的介质天线，中长介质天线是一种漏波天线，其辐射特性为端射，而此处的介质天线可能是类似单极天线的天线，其通过介质谐振器的原理工作来辐射信号，可以使天线的体积大大减小，如果如此，此天线的Q值高，带宽窄，宽带与多频均不易实现，应不会有多少应用。
下面是其基本介绍：
介质振荡器天线由高介电常数、低损耗的材料制成，其好处是：尺寸小，带宽可在1％～10％内可调，无导体损耗，天线效率高，可产生多种模式，低次模带宽好一些，高次模增益大。
如果介质振荡器的尺寸足够小，也是可以内置于手机中的。
拉杆天线虽然有效增益高，电性能较好，但其结构复杂，同时需要使用记忆金属作材料，因此价格较贵，除北美等少数地方外，应用较少，我们不考虑使用。
螺旋天线以其良好的辐射特性、小体积、频带扩展容易实现的特性成为外置天线的的主流，但其体积还是较大，同时形状固定，不适合手机造形设计等特殊要求。
PCB形式的螺旋天线比普通螺旋天线的体积更小，天线形状是扁平特性的，同时此类天线的设计具有较强的灵活性，应用渐多。
在外置天线的应用中螺旋天线还是第一选择，其次是PCB形式的螺旋天线。
内置天线的特点：
可以做得非常小，不易损坏；可以将其安放在手机中远离人脑的一面，而在靠近人脑的部分贴上反射层、保护层来减小天线对人体的辐射伤害。
可以安装多个，很方便组阵，从而实现手机天线的智能化，这一点对未来的移动通信系统来说非常有用。
内置天线的形式特别多，包括微带贴片天线、缝隙天线、IFA天线和倒L天线、PIFA、陶瓷天线等等。
PIFA是现在使用得最多的一种内置天线，其由倒F线天线演变而来，具有体积小，增益高，剖面低，带宽相对较宽的特点，是在手机天线中使用得最多的天线。
贴片天线与缝隙天线也是使用得较多的内置天线，贴片天线与缝隙天线可通过巴俾涅原理互换。
一般地，陶瓷天线只在要求天线尺寸极度小的情况下使用，现在在蓝牙设备中有应用。其增益低，效率低，频带窄，而且成本高，在手机中使用还需假以时日。
一般情况，外置天线的驻波比可以做到2，增益可以做到0-1dBi。
对于内置天线，驻波也可以做到3之内，增益了可做到0-1dBi。
在手机天线中，天线增益并不重要，其平均有效增益才重要，基本的结论，外置天线的平均有效增益比一般的内置天线大2dB左右。内置天线的效率是达不到外置天线的水平的。
手机天线选择时不能被PEAK GAIN有欺骗，实际的平均有效增益小于此值，同时与手机设计息息相关。
外置天线手机天线价格为2.5—4元左右。
而且内置天线比较贵，大概从3—20元都有。
