手机天线的分类和性能对比

手机天线的分类传统的手机天线可以根据天线所处的位置分为外置天线和内置天线两大类。一、外置天线•优点：频带范围宽、接收信号比较稳定、制造简单、费用相对低•缺点：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。外置天线单极天线螺旋天线PCB印制螺旋天线拉杆天线（1）单级天线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。（2）螺旋天线及PCB印制螺旋天线螺旋线是一种慢波结构，螺旋天线实际也是一种慢波化的单极天线。由于螺旋线的作用，减小了电磁波沿螺旋线传播的相速度，因此天线的长度可以缩短。也正是由于螺旋线的慢波结构，使得天线的带宽窄，天线的储能大，辐射效率降低。PCB板螺旋天线实际是一种变形的螺旋天线，利用PCB板的介电常数进一步降低天线的尺寸而已。因此，一般采用螺旋天线来降低天线的尺寸（法向螺旋），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。螺旋天线PCB板螺旋天线（3）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。（4）综述单极天线由于其要求的长度长，一般不使用。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，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。二、内置天线特点：（1）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。（2）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。但目前的主流天线主要有两种：PIFA天线、MONOPOLE单极天线。（1）PIFA天线PIFA是现在使用得最多的一种内置天线，具有体积小，增益高，带宽相对较宽的特点，是在手机天线中使用得最多的天线。用在手机上的PIFA天线辐射体面积550～600mm2。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。（2）MONOPOLE单极天线辐射体面积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。三、内、外置天线比较•目前手机天线主要就内置及外置天线两种，内置天线客观上必然比外置天线弱。天线的架设都是尽量远离地面和建筑物的，天线接近参考地的时候，大部分能量将集中在天线和参考地之间，而无法顺利发射，所以天线发射，需要一个“尽量开放”的空间。而手机电路版就是手机天线的参考地，让天线远离手机其他电路，是提高手机天线发射效率的关键。•但受到实际环境限制以及大家追求携带方便的要求，手机的设计就必须在电气方面做出妥协。实际上，所有的GSM手机的接收发送电路的增益都是可以根据环境变化而自动调节的，能通过合理的参数设定，会自动补偿有关的损失。所以，就手机整体而言，在信号比较好情况下，内天线和外天线并不能看出差别。•差别是有的，在信号很弱的情况，外天线尤其是长天线的信号死点门限将高于内天线，也就是理论上内天线手机比较容易在弱信号环境丢失信号。