一种金属边框手机天线设计思路

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随着通讯技术的快速发展，所有的消费类电子产品也在不断更新换代，人们追求时尚的观念增强了，对一些消费类电子产品的性能及外观有了更高的要求；而从原来的塑胶机身及外观，已经演变成现在的金属边框及全金属，这样一来，天线调试也就面临着大的问题，而如果要解决这问题，用以前常规调试方式必行不通，因此我要寻找一种更好的方法——利用金属边框或金属后壳作为天线辐射本体。以下为一种利用金属边框设计天线方案。

图一

首先，让我们来了解下金属边框的厚度大概为4mm-7mm（整机厚度方向），用作天线的辐射体的厚度1.5mm-2.5mm（整机主板方向）如图1所示，该金属边框一般为铝合金或者不锈钢等材质，其要求是导电性能良好的金属，金属的电导率一般为10⁷s/m数量级的，金属边框外观表面可做一些工艺处理，一般为喷涂，电泳，阳极氧化等。

针对该种金属边框的手机，主天线可以支持的频段为：低频：824-960MHz，如果环境较好，也可满足700MHz，但同时也需要添加一些Switch及可变电容进行调谐实现；高频：1710-2700MHz；考虑到CTA、CMCC、SAR以及其他小天线的要求，另外还有元器件的放置位置，因此主天线设计放置在整机下端。

还有就是设计金属边框天线的一些环境要求：

1.整机下端金属边框上开设两缝隙，ID一般要求为对称布置，缝隙大小为1.2mm。

2.独立金属条长度约45-46mm，金属条厚度1.5mm左右.

3.USB可完全放置于天线净空区，且距前后金属边框的距离应不小于1mm。USB应居中放置，或者放置于居中与主天线馈点之前这段位置，最好不要馈电点对称的另一端。

4. 在不影响整机过ESD情况下，USB尽量做悬空处理。

5. TP 触摸按键及ICON布局不能超过天线净空去2mm，且建议TP排线做刷银浆处理。

6．喇叭本体要与独立金属边框的距离至少有3mm。

7 . 马达放置在馈电点对称一边的边角上且做好接地处理。

8. 金属中框与LCD金属做好充分接触，确保接地稳定。

9. 针对屏亮影响灵敏度可考虑改变LCD的刷屏速率，可改善。

下面看看一案例：

图二

图2中示，1-小板馈电点接触位置，2-小板馈地点接触位置，3-小板馈地点接触位置，4-马达接地位。整机长度142mm，宽度70mm；红色虚线以下为净空区域宽度为7.5mm，下方TP线路未布入这位置；USB,MIC离独立金属边框距离为1.2mm，独立金属边框长度为46mm；两缝隙断层宽度为1.2mm，speaker离独立金属边框距离为3mm。

我们了解下此天线的设计思路:此天线形式为IFA,其组成分三部分：天线小板，独立金属边框，一部分FPC/LDS实体。

天线小板包括馈电点，馈地点，匹配电路；由于独立金属框上的馈电点与接地点之间尺寸已固定，要想改变两之间的容性加载，可以改变馈地点在小板上的走线布局。

独立金属边框作为天线主辐射本体。一部分FPC/LDS实体作为辅助频段。

天线的频段覆盖为824-960MHz/1710-2690MHz。

频段实现：独立金属边框实现低频段824-960MHz，一部分FPC/LDS实体产生DCS1800，3处不接地可耦合寄生出2450-2690MHz.以上还未满足天线频段要求，因此可通过匹配调节高频带宽，主路匹配可考虑天线下来串6.8Pf -并1.0pF-串2.0nH;还低频带宽主要可以通过调节2馈地点在小板上的布线方式。图3为此天线的S11参数，低频效率可达30%，高频效率在35%-45%。