手机天线的结构和原理
手机gps天线原理
手机gps天线原理
手机GPS天线原理是利用GPS卫星发射的无线电波与手机天线进行信号的接收和发送。
GPS卫星发射的无线电波是通过空间传输而到达地面的，手机天线则是将接收到的无线电波转换成可被手机芯片解读的电信号。
手机GPS天线一般采用陶瓷介质的天线贴片设计，这种天线可以在手机背部或者侧边的较小空间内安置。
它通常由天线基片、天线导体和天线接地面等组成。
天线基片是用来支撑和固定天线导体的，而天线导体则负责接收和发送无线电信号。
手机GPS天线的原理是利用天线导体与GPS卫星发送的无线电波之间的相互作用。
当GPS卫星发射信号经过大气层并到达地面时，信号会被手机天线导体接收。
天线导体的设计使其能够最大限度地吸收和捕获到从不同方向传来的无线电信号。
一旦天线导体接收到无线电信号，它会将信号转换成微弱的电信号，并将其传送到手机芯片，进而进行信号解码和处理。
接收到的信号经过处理后，手机就能够根据信号的强度和时间差来计算出自身的位置和速度等信息。
总的来说，手机GPS天线的运作原理是通过与GPS卫星发射的无线电波之间的相互作用，实现对信号的接收和发送。
这为手机定位和导航功能的实现提供了基础，并为用户带来了精准的定位服务。
手机天线的结构与工作原理
手机天线的结构与工作原理
手机天线是一种用于接收和发送无线电信号的装置。
它的主要功能是将手机内部产生的电信号转换为无线电信号，并将其传输到周围的空间中，或者从周围的空间中接收无线电信号，并将其转换为手机内部能够理解的电信号。
手机天线的结构可以简单分为两部分：天线体和天线底座。
天线体是负责接收和发送无线电信号的部分，一般呈线性或者双极性的形态。
天线底座则是将天线固定在手机机身上的装置，通常具有导电性，以便与手机内部电路相连。
手机天线的工作原理主要基于电磁感应和谐振原理。
当手机内部电路产生无线电信号时，该信号会通过导线或者微带线等传输介质进入天线体。
在天线体中，电信号将激发天线体内的电流，并在空间中产生电磁场。
这个电磁场会向周围空间辐射出去，成为无线电信号。
同样地，当周围的空间中存在其他的无线电信号时，它们会进入天线体，并激发天线体内的电流。
这个电流会通过导线或者微带线等传输介质传输到手机内部电路，进而被解码为手机能够理解的电信号。
需要注意的是，手机天线的工作效率和性能很大程度上取决于天线的设计参数、天线的放置位置以及与周围环境的电磁耦合等因素。
因此，在手机设计中，需要进行天线的合理设计和优化，以提高通信质量和无线电性能。
手机nfc天线设计原理
手机nfc天线设计原理
手机NFC（Near Field Communication，近距离无线通信）天
线设计的原理是基于电磁场感应的物理原理。
NFC天线是一
种被动元件，承载着手机与其他设备进行通信的功能。
NFC天线一般采用线圈形状的设计，由导线材料制成。
线圈
的形状和尺寸是根据手机外壳的尺寸和材质进行设计的，以确保天线在手机内部空间中的布置。
线圈中的导线通过电流激励，产生一个特定频率的交变电磁场。
当手机与其他支持NFC技术的设备（如另一部手机、NFC标
签等）进行通信时，NFC天线接收到电磁场能量的信号。
这
个能量激励了天线中的导线，产生一个感应电流，从而实现信息的传输。
NFC通信是一种近距离的通信方式，其有效范围一般在几厘
米或更小的距离之内。
这种设计原理使得NFC技术可以被广
泛应用于手机支付、门禁系统、数据传输等领域。
为了提高NFC的性能和稳定性，设计人员需要在电路中加入
合适的驱动电路和匹配网络，以保证天线的输入和输出阻抗匹配，并解决信号衰减和噪声问题。
此外，天线的位置和手机内部的其他组件（如电池、摄像头等）之间的相互干扰也需要被考虑到。
总的来说，手机NFC天线的设计原理是基于电磁场感应技术，
通过导线产生特定频率的交变电磁场，以实现手机与其他设备的近距离无线通信。
手机天线原理和设计
Gain 6 dBi Patch 6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi 6 dBi
EIRP 26 dBm 23 dBm 21 dBm 19 dBm 18 dBm 13 dBm 6 dBm
内置天线分类
• PIFA Planar Inverted F Antenna
• Internal Planar Monopole 内置平面单极天线
• Efficiency（效率）
Gain＝Directionality × Efficiency
Efficiency＝Output Power/Input Power
天线原理
• Polarization（极化）
天线远场处电矢量轨迹.分线极化、圆极化、椭圆极化. 一般外置（stubby）天线在H面接近线极化,PIFA和Monopole极化复杂. 基站入射波为线极化,方向与地面垂直.
内置Helix
类似外置Helix内藏于壳内 • 金属线Helix嵌入塑料内模,轴线平行于PCB平面,竖
直装载于PCB顶端. • 金属线Helix嵌入塑料内模,轴线平行于PCB平面,平
行装载于PCB顶端. 以上实际RF效果均不够理想.一般辐射效率在20%. 优点在于可以利用以往的外vs PIFA天线（直板机） （三）
• PIFA最重要的三个参数 W,L,H,其中H和天线谐振频率的带宽密切相 关.W、L决定天线最低频率.
• PCB的尺寸对PIFA有很大影响 • Shielding Case对天线的影响 • 电池芯对PIFA影响强烈.
PIFA需要的空间和其它条件
XY平面为H面,YZ面E1面,XZ面E2面.
Z
Y X
基站
• 一个理论上的各向同 性（Isotropic）天线 有全立体角相等的方 向分布.
4g天线原理
4G天线原理解析1. 什么是4G天线？在深入了解4G天线的原理之前，首先需要了解什么是4G天线。
4G天线是一种用于无线通信系统的设备，它能够收集和发送无线电波信号，实现4G移动通信网络的正常运行。
在4G移动通信网络中，天线起着十分重要的作用，它们负责将用户的数据转换为无线信号，并向周围的基站发送信号，以便实现数据的传输。
同时，天线也负责接收来自基站的信号，并将其转换为可供移动设备使用的数据。
2.4G天线的工作原理4G天线的工作原理涉及到无线信号的传输和接收过程。
一个完整的无线通信系统中的天线通常有三个主要部分：辐射元件、馈电系统和整流器。
辐射元件辐射元件是4G天线中非常重要的组成部分。
它负责将电能转换为无线电波，并将其辐射到空间中。
辐射元件可以采用不同的结构和技术，如：•线性天线：线性天线是最简单的一种结构，通常由直线、弯曲线或螺旋线等组成。
它可以实现单极化（水平或垂直）或双极化。
•喇叭天线：喇叭天线采用喇叭形状的辐射元件，能够提供更高的增益和更广的辐射角度，以增强信号传输的距离和质量。
•盘状天线：盘状天线具有较宽的辐射角度和较高的增益效果，它通常用于广播和卫星通信系统中。
•柱状天线：柱状天线通常用于室内覆盖，能够提供较强的信号穿透能力和广播范围。
无论采用何种结构和技术，辐射元件都需要接收馈电系统提供的电能，将其转换为无线电波并辐射到空间中。
馈电系统馈电系统是4G天线的第二个重要组成部分。
它负责向辐射元件提供电能，以激励辐射元件发出无线电波。
馈电系统可以分为两个部分：发射链路和接收链路。
•发射链路：发射链路通常由无线电发射器、功率放大器和匹配网络组成。
无线电发射器负责将用户数据转换为中频信号，然后通过功率放大器将其放大到适合于辐射元件的电平。
匹配网络在馈电系统中的作用是调节信号的阻抗，以实现信号的最大传输。
•接收链路：接收链路通常由无线电接收器、低噪声放大器和馈线等组成。
无线电接收器负责接收从基站发送的无线信号，并将其转换为中频信号。
手机天线工作原理
手机天线工作原理
手机天线工作原理是基于电磁辐射的原理。
手机天线是一种电磁波辐射源，用于发送和接收无线信号。
它通过将电磁能量转化为电磁波的形式，以实现无线通信。
手机天线采用的是电磁波传输，其中电磁波由电场和磁场组成。
当手机天线与无线通信设备相连时，它会将电流引入天线，并产生一个交变电场和磁场。
首先，手机内部的电路将要发送的信息转换成无线电频率的电流。
然后，这个电流经过手机天线，进一步被转化为电磁波。
手机天线会将电场和磁场无线传输到空气中。
电磁波的传输是通过电场和磁场的交替变化实现的。
当电磁波遇到接收设备时，接收设备的天线会接收到电磁波并将其转换成电流。
这样，接收设备就能解码并还原出原始的信息。
手机天线的设计和位置对信号质量有着重要影响。
通常，手机天线被放置在手机内部的边缘位置，以最大程度地减少对信号的干扰。
此外，天线长度和形状也会影响天线的工作效果。
总的来说，手机天线的工作原理是将电磁能量转换为电磁波，并实现无线通信。
通过与接收设备的天线相互作用，手机天线能够传输和接收无线信号，实现手机的无线通信功能。
PIFA天线分析
第五讲手机PIFA天线分析一、引言多年来，大多数手机天线都一直在沿用一种传统的PIFA天线设计方案。
目前市面上可以看到的手机内置天线，有60－80％都是采用这种天线设计。
所以，这一讲主要介绍这种天线的辐射原理和辐射特性。
二、PIFA天线的基本结构PIFA天线的英文全名是“Planar Inverted F-shaped Antenna”，即“平面倒F型天线”。
由于整个天线的形状像个倒写的英文字母F，故得名。
其基本结构是采用一个平面辐射单元作为辐射体，并以一个大的地面作为反射面，辐射体上有两个互相靠近的Pin 脚，分别用于接地和作为馈点。
三、PIFA天线的由来PIFA天线最初来源于IFA天线，即倒F型线天线。
但是线性IFA天线是一种小尺寸天线，当辐射单元仅采用顶部的一个金属导线时辐射效果并不理想（辐射电阻小），所以根据前面我们曾介绍过的，为增大辐射电阻和提高辐射效率而采用顶部加载的技术，将顶部的辐射线用辐射平面替代，从而形成平面辐射单元。
另一方面，当接地线和馈电线仅仅为一条细线时，其等效的射频分布电感较大，而引线上的分布电容较小，这就意味着天线具有较高的Q值和较窄的频带。
根据电小天线Q值和带宽的关系，增大带宽的途径就是降低Q值，因此将接地线和馈电线用具有一定宽度的金属片取代可以增大分布电容和减小分布电感，从而增大天线带宽。
这样就形成了PIFA天线。
四、 PIFA 天线的传输线近似PIFA 天线的传输线近似模型如下图所示。
在忽略接地片和馈线的分布效应，PIFA 天线等效于两段长度分别为和的传输线相并联。
其中表示馈线与接地片之间的电长度，表示馈线与开路端的电长度。
考虑馈线和接地片的分布参数效应，PIFA 天线的传输线近似模型如下图（b ）所示，其中Rs 表示接地片的寄生电阻，Ls 表示接地片的分布电感。
L R 和C C 表示开路端的寄生电阻和电容。
五、 PIFA 天线的接地单极子近似从某种程度上，PIFA 天线又类似于接地单极子天线，这是因为它也是一种放置在地面上方包含接地片的一种谐振式天线。
手机天线设计汇总(飞图科技)
效率与增益
效率与增益
手机天线的效率与增益决定了信号的传输距离和穿透能力。高效率与增益能够 提高信号的传输距离和穿透能力，使手机在复杂环境下仍能保持稳定的通信性 能。
优化技术
为了提高手机天线的效率与增益，需要采用先进的优化技术，如仿真技术、电 磁场优化算法等，对天线的设计进行精细调整和优化。
抗干扰能力
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感谢您的观看
抗干扰技术
手机天线需要具备抗干扰能力，以应对复杂电磁环境中的各种干扰源，如其他无 线通信设备、电磁噪声等。
兼容性
手机天线应具备良好的兼容性，与其他无线通信设备共存时不会产生相互干扰， 以保证通信的稳定性和可靠性。
03
手机天线的设计流程
需求分析
01
02
03
需求调研
深入了解客户对手机天线 性能的需求，包括天线增 益、效率、带宽等关键指 标。
方案优化
根据评审意见，对初步方 案进行优化，完善手机天 线的设计方案。
天线仿真与优化
建立模型
根据设计方案，使用电磁仿真软件建立手机天线的模 型。
仿真分析
对建立的模型进行仿真分析，评估天线性能是否满足 设计目标。
优化调整
根据仿真结果，对天线模型进行优化调整，提高天线 性能。
样品制作与测试
样品制作
根据优化后的天线模型， 制作手机天线的样品。
测试准备
搭建测试环境，准备测 试设备，确保测试结果
的准确性和可靠性。
性能测试
对手机天线样品进行性 能测试，包括天线增益、 效率、带宽等关键指标
的测试。
测试结果分析
根据测试结果，对手机 天线的性能进行分析和 评估，确认是否满足设
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手机内置天线的分类
1. PIFA皮法天线
a. 天线结构
辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。
天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。
天线的位置在手机顶部。
PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。
适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。
b. 主板
天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO 等较大金属结构的元件和低频驱动器件。
它们对天线的电性性能有很大的负面影响.
c.天线的馈源位置和间距
一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。
2. PIFA天线的几种结构方式
a.支架式
天线由塑胶支架和金属片（辐射体）组成。
金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。
塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。
也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。
b. 贴附式
直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。
固定方式一般用热熔结构。
也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。
FPC也如此。
3. MONOPOLE单极天线
a. 天线结构
辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm 以上。
天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。
天线的位置在手机顶部或底部。
MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。
缺点是SAR稍高。
不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。
b. 主板
天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。
由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现。
c. 天线的馈源位置馈电点的位置
与PIFA方式有区别。
一般建议设计在天线的四个角上。
4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式
a. 与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。
b. PCB式MONOPOLE单极天线的辐射体采用PCB板，与主板的馈电有簧片和PIN方式，热熔在塑胶支架上。
还可以在机壳上做定位卡勾安装。
c. 特殊结构天线设计在手机顶部立面（厚度）上，用金属丝成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他们为天线设计的金属空白区域很大，实际上这是属于天线的一部分。
国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。
这种形式环境设计和天线设计均有难度，需慎重选择。
另一种是称为“假内置”的形式，相当于将外置天线移到机内，体积很小，用PCB或陶瓷材料制成。
这种天线带宽、辐射性能较差、成本高，不建议采用。
三、手机内置天线形式比较
这里简单比较一下两种主流PIFA皮法和MONOPOLE单极天线，以及分别适用的机型结构：
有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方天线馈源天线体积电性能SAR
皮法600 7 有地2 大很好低
单极350 4 无地1 小好稍高
折叠机滑盖机旋盖机直板机超薄折叠机超薄直板机
皮法适用适用适用适用不适用不适用
单极不适用不适用不适用适用适用定制适用
四、很多情况下，手机设计公司因为某一款机型的天线性能未达标，而被迫更换天线公司，结果也未尽人意，项目进程延迟。
但此时的造型、机壳模具、主板可变化的空间很小，最终勉强上市，或推翻该方案，造成很大的损失。
因此，建议在手机方案设计时，尤其在产品造型和结构设计阶段让天线工程师参与进来，对天线相关的一些方案提出建议，共同研讨，设计出比较合理的外观造型和射频环境结构，提高天线的电性能指标，使手机产品在整体性能方面有较高的品质。
希望上述内容能对手机方案设计、特别是有关天线环境的设计有参考价值，加强手机方案设计的各专业工程师对天线特性更深入的了解，减少项目在时间、人力物力方面的损失。