在手機(jī)制造商中,，為什么大家公認(rèn)NOKIA的手機(jī)信號好呢？為什么大家都認(rèn)為MOTO的手機(jī)信號好且性能穩(wěn)定呢,？主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天線與RF方面的設(shè)計(jì)流程的理念與國內(nèi)廠商不一樣,。像MOTO公司所要主張的那樣，手機(jī)設(shè)計(jì)首先要保證信號好,，即RF性能好,；其次要保證音頻性能好，話都聽不清打什么電話呢,？所以,，在他們的初期方案中就包含了與天線相關(guān)的基于外觀、主板,、結(jié)構(gòu)等的總體環(huán)境設(shè)計(jì),。由于外觀、主板,、結(jié)構(gòu),、天線是作為一個(gè)整體，提供給天線的預(yù)留空間及內(nèi)部的RF環(huán)境十分合理,，所以天線性能優(yōu)越也在情理之中,。

反觀國內(nèi)的手機(jī)設(shè)計(jì)，負(fù)責(zé)項(xiàng)目管理和主持項(xiàng)目設(shè)計(jì)的人員對天線的認(rèn)識不足,，同時(shí)受結(jié)構(gòu)方案和外形至上的制約,，到最后來“配”天線，對天線的調(diào)試匹配占了整個(gè)天線設(shè)計(jì)流程的大部份時(shí)間,，這與包含天線的整體方案設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別，往往就導(dǎo)致留給天線的面積和體積不足,，或在天線下面安置喇叭,、攝像頭,、馬達(dá)、FPC排線等元件,，造成天線性能下降,。實(shí)際上，如果在方案預(yù)研和總體設(shè)計(jì)階段,，讓RF與天線方面的技術(shù)人員有效參與進(jìn)來,，進(jìn)行有效的RF和天線設(shè)計(jì)溝通和評估，ID,、結(jié)構(gòu),、RF設(shè)計(jì)兼顧天線和整體性能，那么設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的手機(jī)產(chǎn)品有什么難的呢,？

一,、內(nèi)置天線對于手機(jī)整體設(shè)計(jì)的通用要求

主板

a. 布線在關(guān)聯(lián)RF的布線時(shí)要注意轉(zhuǎn)彎處運(yùn)用45度角走線或圓弧處理，做好鋪地隔離和走線的特性阻抗仿真,。同時(shí)RF地要合理設(shè)計(jì),，RF信號走線的參考地平面要找對（六層板目前的大部份以第三層做完整的地參考面），并保證RF信號走線時(shí)信號回流路徑最短,，并且RF信號線與地之間的相應(yīng)層沒有其它走線影響它（主要是方便PCB布線的微帶線阻抗的計(jì)算和仿真）,。PCB板和地的邊緣要打“地墻”。從RF模塊引出的天線饋源微帶線,，為防止走線阻抗難以控制,，減少損耗，不要布在PCB的中間層,，設(shè)計(jì)在TOP面為宜,，其參考層應(yīng)該是完整地參考面。并且在與屏蔽盒交叉處屏蔽盒要做開槽避讓設(shè)計(jì),，以防短路和旁路耦合,。天線RF饋電焊盤應(yīng)采用圓角矩形盤，通常尺寸為3×4mm,，焊盤含周邊≥0.8mm的面積下PCB所有層面不布銅,。雙饋點(diǎn)時(shí)RF與地焊盤的中心距應(yīng)在4～5mm之間。

b. 布板RF模塊附近避免安置一些零散的非屏蔽元件,，屏蔽盒盡量規(guī)整一體,，同時(shí)少開散熱孔。最忌諱長條形狀孔槽,。含金屬結(jié)構(gòu)的元件,，如喇叭、馬達(dá),、攝像頭基板等金屬要盡量接地,。對于折疊和滑蓋機(jī),，應(yīng)避免設(shè)計(jì)長度較長的FPC（FPC走線的時(shí)鐘信號及其倍頻容易成為帶內(nèi)雜散干擾），最好兩面加接地屏蔽層,。

c. 常見問題

對于傳導(dǎo)接收靈敏已經(jīng)滿足要求（或非常優(yōu)秀）但整機(jī)接收靈敏度差的情況,，特別是PIFA天線，其輻射體的面積和形式還是對輻射接收靈敏度有一定的影響,，可以在天線方面做改進(jìn),。

整機(jī)雜散問題原因在于天線的空間輻射被主板的金屬元件（包括機(jī)殼上天線附近的金屬成分裝飾件）耦合吸收后產(chǎn)生一定量的二次輻射，頻率與金屬件的尺寸關(guān)聯(lián),。因此要求此類元件有良好的接地,，消除或降低二次輻射。整機(jī)雜散問題還與天線與RF模塊之間的諧振匹配電路有關(guān),，如果諧振匹配電路的穩(wěn)定性不好,，很容易激發(fā)產(chǎn)生高次諧波的干擾。

機(jī)殼的設(shè)計(jì)

由于手機(jī)內(nèi)置天線對其附近的介質(zhì)比較敏感,，因此,，外殼的設(shè)計(jì)和天線性能有密切關(guān)系。外殼的表面噴涂材料不能含有金屬成分,，殼體靠近天線的周圍不要設(shè)計(jì)任何金屬裝飾件或電鍍件,。若有需要，應(yīng)采用非金屬工藝實(shí)現(xiàn),。機(jī)殼內(nèi)側(cè)的導(dǎo)電噴涂,，應(yīng)止于距天線20mm處。對于純金屬的電池后蓋,，應(yīng)距天線20mm以上,。如采用單極（monopole）天線，面板禁用金屬類殼體及環(huán)狀金屬裝飾,。電池（含電連接座）與天線的距離應(yīng)設(shè)計(jì)在5mm以上,。

二、手機(jī)內(nèi)置天線的分類

1. PIFA皮法天線

a. 天線結(jié)構(gòu)

輻射體面積550～600mm2,，與PCB主板TOP面的距離（高度）6～7mm,。天線與主板有兩個(gè)饋電點(diǎn)，一個(gè)是天線模塊輸出,，另一個(gè)是RF地,。天線的位置在手機(jī)頂部。PIFA皮法天線如按要求設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu),，電性能相當(dāng)優(yōu)越,，包括SAR指標(biāo)，是內(nèi)置天線首選方案,。

適用于有一定厚度手機(jī)產(chǎn)品,，折疊,、滑蓋、旋蓋,、直板機(jī)。

b. 主板

天線投影區(qū)域內(nèi)有完整的鋪地,，同時(shí)不要天線側(cè)安排元器件,，特別是馬達(dá)、SPEAKER,、RECEIVER,、FPC排線、LDO等較大金屬結(jié)構(gòu)的元件和低頻驅(qū)動(dòng)器件,。它們對天線的電性性能有很大的負(fù)面影響.

c.天線的饋源位置和間距

一般建議設(shè)計(jì)在左上方或右上方,；間距在4～5mm之間。

2. PIFA天線的幾種結(jié)構(gòu)方式

a.支架式

天線由塑膠支架和金屬片（輻射體）組成,。金屬片與塑膠支架采用熱熔方式固定,。塑膠常用ABS或PC材料，金屬常用鈹銅,、磷銅,、不銹鋼片。也可用FPC,，但主板上要加兩個(gè)PIN,，這兩項(xiàng)的成本稍高。

b. 貼附式

直接將金屬片（輻射體）貼附在手機(jī)背殼上,。固定方式一般用熱熔結(jié)構(gòu),。也有用背膠方式的，由于結(jié)構(gòu)不很穩(wěn)定,，很少采用,。FPC也如此。

3. MONOPOLE單極天線

a. 天線結(jié)構(gòu)

輻射體面積300～350mm2,，與PCB主板TOP面的距離（高度）3～4mm,，天線輻射體與PCB的相對距離應(yīng)大于2mm以上。天線與主板只有一個(gè)饋電點(diǎn),，是模塊輸出,。天線的位置在手機(jī)頂部或底部。

MONOPOLE單極天線如按要求設(shè)計(jì)環(huán)境結(jié)構(gòu),，電性能可達(dá)到較高的水平,。缺點(diǎn)是SAR稍高。不適用折疊,、滑蓋機(jī),，在直板機(jī)和超薄直板機(jī)上有優(yōu)勢,。

b. 主板

天線投影區(qū)域不能有鋪地，或無PCB,，同時(shí)也不要安排馬達(dá),、SPEAKER、RECEIVER等較大金屬結(jié)構(gòu)的元件,。由于單極天線的電性能對金屬特別敏感,，甚至無法實(shí)現(xiàn)。

c. 天線的饋源位置饋電點(diǎn)的位置

與PIFA方式有區(qū)別,。一般建議設(shè)計(jì)在天線的四個(gè)角上,。

4. MONOPOLE單極天線的幾種結(jié)構(gòu)方式

a. 與PIFA天線相同，有支架式,、貼附式,。

b. PCB式MONOPOLE單極天線的輻射體采用PCB板，與主板的饋電有簧片和PIN方式,，熱熔在塑膠支架上,。還可以在機(jī)殼上做定位卡勾安裝。

c. 特殊結(jié)構(gòu)天線設(shè)計(jì)在手機(jī)頂部立面（厚度）上,，用金屬絲成型,，如MOTO的V3、V8超薄系列,，他們?yōu)樘炀€設(shè)計(jì)的金屬空白區(qū)域很大,，實(shí)際上這是屬于天線的一部分。國內(nèi)仿制失敗的原因是沒有給這個(gè)金屬空白區(qū)域,。這種形式環(huán)境設(shè)計(jì)和天線設(shè)計(jì)均有難度,，需慎重選擇。另一種是稱為“假內(nèi)置”的形式,，相當(dāng)于將外置天線移到機(jī)內(nèi),，體積很小，用PCB或陶瓷材料制成,。這種天線帶寬,、輻射性能較差、成本高,，不建議采用,。

三、手機(jī)內(nèi)置天線形式比較

這里簡單比較一下兩種主流PIFA皮法和MONOPOLE單極天線,，以及分別適用的機(jī)型結(jié)構(gòu)：

    有效面積mm2   距主板mm 天線投影下方 天線饋源天線體積電性能 SAR

皮法   600         7       有地       2     大     很好   低

單極   350         4       無地       1     小     好   稍高

折疊機(jī)   滑蓋機(jī) 旋蓋機(jī) 直板機(jī)超薄折疊機(jī)超薄直板機(jī)

皮法   適用   適用   適用   適用   不適用     不適用

單極   不適用   不適用不適用   適用   適用定制   適用

四,、很多情況下，手機(jī)設(shè)計(jì)公司因?yàn)槟骋豢顧C(jī)型的天線性能未達(dá)標(biāo)，而被迫更換天線公司,，結(jié)果也未盡人意,，項(xiàng)目進(jìn)程延遲。但此時(shí)的造型,、機(jī)殼模具,、主板可變化的空間很小，最終勉強(qiáng)上市,，或推翻該方案,，造成很大的損失。因此,，建議在手機(jī)方案設(shè)計(jì)時(shí)，尤其在產(chǎn)品造型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段讓天線工程師參與進(jìn)來,，對天線相關(guān)的一些方案提出建議,，共同研討，設(shè)計(jì)出比較合理的外觀造型和射頻環(huán)境結(jié)構(gòu),，提高天線的電性能指標(biāo),，使手機(jī)產(chǎn)品在整體性能方面有較高的品質(zhì)。希望上述內(nèi)容能對手機(jī)方案設(shè)計(jì),、特別是有關(guān)天線環(huán)境的設(shè)計(jì)有參考價(jià)值,，加強(qiáng)手機(jī)方案設(shè)計(jì)的各專業(yè)工程師對天線特性更深入的了解，減少項(xiàng)目在時(shí)間,、人力物力方面的損失,。