|
此文曾發(fā)過，但是因排版失誤，造成畫面太美，影響了閱讀。為此，特別重制，并補(bǔ)充相關(guān)資料。手機(jī)里有一個(gè)隱秘而偉大的部件，知道是什么嗎?對(duì)了，那就是天線，沒有了天線，你也就不能愉快地玩朋友圈了。說起天線，它也是不斷進(jìn)化的。在上古的大哥大時(shí)代，手機(jī)傻大黑粗，天線也是“武大郎”的模樣。 數(shù)字手機(jī)出現(xiàn)后，天線的顏值也提升了不少。
到了智能機(jī)時(shí)代，你已經(jīng)看不見天線了。 
天線不可能消失，只是鉆進(jìn)了手機(jī)里。這里順帶科普下手機(jī)天線的知識(shí)。天線有外置和內(nèi)置之分，外置就不說了，內(nèi)置的主要流派是PIFA和MONOPOLE天線。PIFA天線的英文全名是“Planar Inverted F-shaped Antenna”，即“平面倒F型天線”。由于整個(gè)天線的形狀像個(gè)倒寫的英文字母F，故得名。其基本結(jié)構(gòu)是采用一個(gè)平面輻射單元作為輻射體，并以一個(gè)大的地面作為反射面，輻射體上有兩個(gè)互相靠近的Pin腳，分別用于接地和作為饋點(diǎn)。 典型的手機(jī)中PIFA結(jié)構(gòu)如下圖： PIFA最重要的三個(gè)參數(shù)是W，L，H，其中H和天線諧振頻率的帶寬密切相關(guān)。W、L決定天線最低頻率。手機(jī)PCB的尺寸對(duì)PIFA有很大影響，Shielding Case對(duì)天線的影響也很大，手機(jī)電池芯對(duì)PIFA影響強(qiáng)烈。Monopole中文意思為單極子，工作機(jī)理較復(fù)雜，這里就不細(xì)說了。它的特點(diǎn)是大帶寬和高增益，結(jié)構(gòu)靈活，易與當(dāng)今手機(jī)結(jié)構(gòu)配合。
這是Monopole在手機(jī)中的形式。
手機(jī)天線需要與射頻前端匹配。這種匹配主要是阻抗的匹配。當(dāng)工作在雙頻或多頻方式下，由于匹配電路在不同的頻段下具有不同的阻抗特征，共用的匹配網(wǎng)絡(luò)需折衷多頻段上的阻抗特性進(jìn)行匹配。因此匹配電路會(huì)比較復(fù)雜。單頻天線匹配電路：單頻天線的匹配電路比較簡單，一般采用T型或pi型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配。就可以達(dá)到很好的匹配效果。所以需要在射頻前段預(yù)留T型或pi型網(wǎng)絡(luò)。雙頻天線一般也可以采用這種匹配方式。匹配電路示意如下：
多頻天線的匹配電路：雙頻或多頻的匹配電路有兩種匹配方式。一種是天線主通路進(jìn)行匹配。另外一種就是各個(gè)分支通路進(jìn)行分別匹配。不過，目前主通路匹配的方式比較多。一般雙頻天線采用兩級(jí)pi型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匹配。NOKIA 8210的天線 天線特點(diǎn)：采用PIFA內(nèi)置天線，雙頻天線，空氣介質(zhì) 
NOKIA 6210天線 天線特點(diǎn)：采用PIFA內(nèi)置天線，雙頻天線，采用介質(zhì)支撐，天線體積小 愛立信337的天線
愛立信T28S的天線 天線特點(diǎn)：天線扁平的外置天線，非螺旋，應(yīng)該是PCB形式的螺旋 
MOTO V60天線 天線特點(diǎn)：外置天線與內(nèi)置天線集成在一起，兩天線均為垂直極化，因此應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)雙頻的技術(shù)。
MOTO V120 CDMA天線 天線特點(diǎn)：采用記憶性合金制成的拉桿天線，此種天線在北美較流行。注意其與手機(jī)的連接方式，此種連接方式是標(biāo)準(zhǔn)的卡接式。iPhone 6/6+相較前代手機(jī)，多了NFC支持，LTE支持更多頻段。天線結(jié)構(gòu)前所未有的復(fù)雜。支持的無線通信標(biāo)準(zhǔn)：CDMA EV-DO Rev. A (800, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)UMTS (WCDMA)/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)TD-SCDMA 1900 (F), 2000 (A)GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)FDD-LTE (頻段 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29)TD-LTE (頻段 38, 39, 40, 41)Bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29 ；Bands 34,38, 39, 40, 41 。進(jìn)一步整合一下：（B38/B40差距較大，一般不整合）TX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13, 17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28； 34, 38,39,40, 41 。RX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28, 29；34, 38,39,40, 41。
PRX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13,17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28；34, 38,39,40, 41。DRX：Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25（2）, 26（5、18、19）,28, 29；38,39,40, 41。這些頻段按照射頻元件的工作頻率劃分為低、中、高三個(gè)頻段：低頻段：【700MHz~1GHz】B13，17，8，20，26（5、18、19），28，29。中頻段：【1.7GHz~2.2GHz】B1，25（2），3，4；34，39。高頻段：【2.3~2.7GHz扣除2.4~2.5GHz】B7，38，40，41。主天線開關(guān)至少為DP15T，TD天線開關(guān)至少為SP9T?！綝P16T+SP10T】(硬件管腳數(shù)目限制，最大為DP19T+SP10T)802.11a/b/g/n/ac 無線網(wǎng)絡(luò)（單天線，雙頻2.4GHz/5GHz）2400~2483.5MHz；4915~5825MHz。NFC由于工作頻率低，其結(jié)構(gòu)不能算是嚴(yán)格意義上的天線，準(zhǔn)確的說是一個(gè)電感（互感）線圈，應(yīng)具備包圍一定（磁通）面積的環(huán)形結(jié)構(gòu)。
背殼的金屬分為A、A’、B、B’、C共5部分，其中C、B、B’是內(nèi)部聯(lián)通的，充當(dāng)天線的地；A、A’則是被絕緣隔離條分開的，分別充當(dāng)上部天線和下部天線。
天線仍然分為上部和下部兩個(gè)區(qū)域。下部天線LAT結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單。最右側(cè)紅圈為天線LAT的地，中間紅圈為天線LAT的饋電端口。左側(cè)藍(lán)圈為Antenna Tunning端口，附近上方的芯片為Antenna Tunning芯片。(Antenna Tunning技術(shù)是從iPhone5開始引入的，目的是更好的適應(yīng)越來越多的射頻頻段，上部天線和下部天線均采用此技術(shù)，上部天線Tunning電路在主PCB上，下部Tunning電路在尾插排線上。)iPhone 6/6+的下部天線結(jié)構(gòu)基本無差別。顯而易見的尺寸差別導(dǎo)致的天線參數(shù)變化，由設(shè)計(jì)和無源補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)及Tunning電路解決。
上部天線的結(jié)構(gòu)則復(fù)雜的多。
它要實(shí)現(xiàn)Cellular副天線、雙頻WLAN/BT、GPS、NFC等功能。上部天線包括UAT1、UAT2、UAT3各1個(gè)饋電端口和NFC的2個(gè)端口。UAT3功能較多，包括WLAN/BT 2.4GHz、GPS、Cellular副天線。NFC FD1通過柔性排線（上面有一個(gè)表貼電感）和螺絲連接至上金屬條的最右端，F(xiàn)D2基本位于此金屬條的最左側(cè)，通過天線工件內(nèi)的導(dǎo)線連接至主PCB，主PCB上此點(diǎn)并不接地，但此點(diǎn)通過螺絲直接固定在金屬外殼地。NFC天線環(huán)路的面積大體等于上部塑料條圈起的面積。由于NFC天線只有單圈且面積不大，相較傳統(tǒng)解決方案耦合系數(shù)小得多，需要額外的驅(qū)動(dòng)能力，采用AWS公司芯片AS3923提供驅(qū)動(dòng)，如下圖：
Celluar主天線。 Antenna Tunning包括3個(gè)芯片。
iPhone 6+的上部天線與iPhone6結(jié)構(gòu)不同。但仍然包括UAT1、UAT2、UAT3各1個(gè)饋電端口和NFC的2個(gè)端口。
由于iPhone6+尺寸的增大，外殼充當(dāng)天線實(shí)現(xiàn)高頻段相對(duì)來說更難一些，所以Cellular高頻段采用了獨(dú)立的天線模塊實(shí)現(xiàn)，外殼天線僅實(shí)現(xiàn)中低頻段。UAT1為天線Tunning端口，影響UAT3；
UAT2為WLAN 2.4/5GHz雙頻天線，還有Cellular副天線的一個(gè)實(shí)現(xiàn)頻段（高頻段B7/38/40/41）；
UAT3為 GPS、Cellular副天線的第二實(shí)現(xiàn)頻段（中低頻段）。
NFC驅(qū)動(dòng)芯片：
最后奉上整機(jī)的射頻電路框圖（只是猜測，沒有實(shí)測數(shù)據(jù)）。
|
