手机天线新技术展望

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；采用有机磁电材料制造内置FM天线。（微航提供）

（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

上图是美国苹果公司在国内申请的发明专利和日本企业电视手机（470Mhz-860Mhz）可调谐天线实例。

PCB天线上覆盖了磁性点阵材料。

新原理天线中还有一类是“3D打印的特殊天线”结合可重构的创意，对每段阻抗线进行切换。

（微航设计的3D打印天线）

一些厂家推出了可调谐的芯片，如安森美和Peregrine Semiconductor 。

PE6230x0 和 PE6210x0 产品系列允许设计师开发出外形更小巧、性能更高的天线。包括偏压生成器、集成式射频滤波器和分流器、控制接口以及 2 kV HBM 的静电防护装置在内的多种天线调谐功能元件都封装在 2 mm x 2 mm x 0.55 mm 的超薄封装中。所有解码和偏置装置均安装在芯片上，无需外接任何偏置或滤波元件。此类设备能够提供极高的调谐精度、质量系数、线性步长以及调谐比，同时确保极高的功率容量和温度稳定性。这些设备可通过受到广泛支持的三线（SPI 兼容）接口进行控制，能够轻松融入 RF 前端设计。DTC 提供单片式集成天线调谐解决方案，能够提高总辐射功率 (TRP)，采用直流电池电压工作模式，使智能手机更加高效，电池使用寿命更长。

PE6230x0 产品系列的特色

PE6230x0 DTC 将移动电话主频段优化至 700 MHz 到 2,700 MHz 之间，采用直流电池电压工作模式，芯片上的电压调节装置保证了性能的稳定性。在 50 Ohm 的电阻下，其 IIP3 超过 +70 dBm；在 34 dBm (900 MHz) 和 32 dBm (1900 MHz)  的射频下，谐波性能可分别达到 2fo (-40dBm)  与 3fo (-50 dBm)。5  位、32  态的PE623060/70/80 DTC 在离散 119 fF 步长下的电容范围为 0.9 至 4.6 pF（调谐比为 5.1:1）；其在离散 50 fF 步长与离散180 fF 步长下的电容范围分别为0.85 至 2.4 pF（调谐比为2.82:1）和 2.15 至 7.7 pF （调谐比为 3.6:1）。4 位、16 态的 PE623090 DTC 在离散 117 fF 步长下的电容范围为 0.6 至 2.35 pF（调谐比为 3.9:1）。PE623090 DTC 最小电容的降低解决了高频调谐的一个关键性问题。

PE6210x0 产品系列的特色

5 位、32 态的 PE6210x0 DTC 支持 100 至 3,000 MHz 的频率范围。这些 DTC 通过优化天线在工作频率下的性能，扩大了分集天线的适用范围，并提高了数据的传输速率。PE621010 DTC 在离散 146 fF 步长下的电容范围为 1.38 至 5.90 pF（调谐比为 4.3:1）；PE621020 在离散 391 fF 步长下的电容范围为 1.88 至 14.0 pF（调谐比为7.4:1）。

总之，新型磁电材料（含LDS材料），尤其是纳米组装的左手材料结合RF微机电、可调谐芯片，会快速用于智能手机中。 从市场角度来看：功率放大器、RF芯片和天线开关，2011年，这三个射频前端模块的关键器件，据市场研究机构Yole Developpment发布的一份报告显示，创造了36亿美元的市场，到2016年射频器件市场将激增至47亿美元。国内领先的射频技术集成商，一旦在4G天线领域做好这类集成，将足以养活几个上市企业。

开这个版面主要增加大家视野，时刻了解最新的设计技术，不要停留在原始的技术之上不思进取

好东西，有没有IPHONE4或者以上版本天线的资料或者专利呢?

请问小编有没有接触到所谓"左手天线“的概念?

确实开阔了视野