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双G型超宽频手机内置天线
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1. 前言
几年来随着无线通讯产品技术上的进 步， 个人化的无线通讯产品可说是相当 的普及，为了达到美观，使得手机逐渐缩 小化，所以缩小天线整体面积或是体积是 未来必然的趋势。为了有良好的收发讯号 品质，手机天线多半采用全方向性辐射场 型的线性极化天线， 如单极天线 （monopole）,平面倒F型天线（PIFA）等， 特点是都具有近似全方向性的辐射场型， 并具有结构简单，易与基板，制作成 本低廉等有点。目前市面上的手机多频段 单极天线多为带宽不能满足设计需要而烦恼,本文介绍的手机天线采用新型 高介电常数材料作为天线支架，达到天线 体积的缩小的目的，并且设计出新颖的双G 型天线模型使天线可以覆盖的通讯频段达 到CDMA800, GSM900, DCS1700, PCS1900 至 WCDMA2100.天线设计过程中使用的软 件为CST Microwave Studio。
图1为本文所提出的天线展平几何结构图，天线长38mm，宽3.5mm，高4mm。
2. 天线设计及结构尺寸
图2为手机基板顶部的结构图，所采用的印刷平面基板长度为100mm和宽度为 40mm的FR4玻纤板，介电常数εr为4.9， 厚度为0.5mm, 去地的面积为*0mm?,50 欧姆馈线宽度为1.97mm。天线支架的长度 为40mm, 宽度为3.5mm, 高为4mm,介电常 数εr为7的特殊树脂材料,损耗正切Loss tangent < 0.001.这种材料很适合作为天 线的支架。材料来自日本东京的研发机 构。
图3为双G天线在CST软件仿真中的模型图。
3. 天线设计及软件仿真优化
在CST中经过多次仿真得知：（1） 改变 S1和S2这两个参数都会使低频部分的谐 振发生改变（见图4和图5），且变化规律 为：当缝隙S1增大时，低频部分的两个谐 振耦合的越好，但是低频带宽逐渐减小, 当缝隙S2增大时，低频的带宽相对增大， 可以与S1的调节进行匹配从而得到满足 要求的低频。（2）改变Gs对低频部分的影 响很大，通过软件仿真可以看出Gs增大可 以优化低频的驻波。
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经过多次仿真，的驻波可以达到设 计的需要。通过实验调试，使用安捷伦的 分析仪8753E天线驻波曲线,史密 斯圆图。
经过网络分析仪测试, 然后放入ETS 7x7x4mm3 的暗室里测试天线远场辐射图 和天线效率。图9为测试天线模型。结果具 体见下列图示。天线的辐射方向基本处于 全向辐射。适合用于手持终端移动设备。
4. 结论
本文所设计的这种超宽频高介电天线, 经过Pulse苏州ETS暗室认证测试得到的 结果可以看出是具有良好的辐射性能, 而且体积小,结构新颖, 具有非常高的 市场应用价值。其原理跟市场上流行的 HTCC陶瓷天线有异曲同工之妙。
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