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RF手机天线仿真介绍(一):金属边框天线和LDS天线

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    • 简介
    • LDS天线
      • LDS天线仿真
    • 金属边框天线
      • 金属边框天线仿真

简介

最早的手机是外置式天线,从NOKIA开始采用内置式天线,开始采用内置金属片(一般是0.1MM厚的不锈钢片冲压而成),随后为降低成本,后来改用FPC代替,FPC的特点是材质软,可以贴在曲面上,还可以转折,在空间利用率上比金属有优势。对外形设计和结构设计要求比金属自由点,装配上FPC只要贴在材料表面上,只是在馈点处需要加定位柱。不像金属需要加热熔柱定位,是目前主流的天线技术。 后来随着技术的发展,又发展出来LDS 天线技术,就是一种可以在塑料材质上进行化镀并形成金属天线图案的技术,可以直接在金属(或玻璃)后盖内层的塑料支架上镀上各种天线图案,从而大大节约手机内部空间,并可防止内部器件相互干扰。
2010 年,苹果公司发布了iphone4手机,开启了金属边框智能手机的新时代。iPhone 4手机的机身四周被两条不锈钢金属所包裹,其巧妙地集成了UMTS、GSM网络和蓝牙、Wi-Fi、GPS的天线。其全新的设计风格令人耳目一新,此后众多手机厂商开始研发金属边框的智能手机,目前市场上的金属边框智能手机越来越多。

LDS天线

LDS天线是一种利用激光直接成型技术(Laser-Direct-structuring)在三维塑料器件上雕刻出电路图案的天线。它与传统的PCB天线和FPC天线相比,可以充分利用立体空间的中的各种不规则的面,缩小天线体积。
生产的天线性能稳定,一致性好,精度高,制造流程短,无需电路图形模具,环保避免了手机内部元器件的干扰,保证了手机的信号增强了手机的空间的利用率,让智能手机的机身能够达到一定程度的纤薄。LDS天线主要应用于移动通讯领域,实现智能手机天线及手机支付这一部分的功能。目前几乎所有做智能手机的知名厂家都有相关机型使用该技术。

LDS天线仿真

LDS天线模型如下所示:
LDS天线模型
天线模型细节如下所示:
在这里插入图片描述
天线的回波损耗如下所示:
在这里插入图片描述
天线的效率如下所示:
在这里插入图片描述

金属边框天线

金属边框不仅使手机在外观上非常漂亮,而且在结构上也使手机非常稳固,使得手机的耐用性得以大大增加。金属边框给手机天线的设计带来了巨大的机遇和挑战。手机天线对金属是比较敏感的,金属边框会阻碍手机内置天线向外辐射,使得手机内置天线的性能急剧下降,这对于手机天线的设计是一大挑战。引入金属边框,通过与内置天线相互耦合,金属边框成为手机天线的一部分,增加了谐振点和扩展了带宽,降低了内置天线的设计难度。

金属边框天线仿真

金属边框天线模型如下所示:
在这里插入图片描述
天线模型细节如下所示:

在这里插入图片描述
天线的回波损耗如下所示:
在这里插入图片描述
天线的效率如下所示:
在这里插入图片描述

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