拆開iphone6 看手機天線的秘密(升級版)【轉(zhuǎn)載】
2016-10-29 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
手機里有一個隱秘而偉大的部件,知道是什么嗎?對了,那就是天線,沒有了天線,你也就不能愉快地玩朋友圈了。說起天線,它也是不斷進化的。在上古的大哥大時代,手機傻大黑粗,天線也是“武大郎”的模樣。
數(shù)字手機出現(xiàn)后,天線的顏值也提升了不少。
到了智能機時代,你已經(jīng)看不見天線了。
天線有外置和內(nèi)置之分,外置就不說了,內(nèi)置的主要流派是PIFA和MONOPOLE天線。
”1、PIFA天線
PIFA天線的英文全名是“Planar Inverted F-shaped Antenna”,即“平面倒F型天線”。由于整個天線的形狀像個倒寫的英文字母F,故得名。其基本結(jié)構是采用一個平面輻射單元作為輻射體,并以一個大的地面作為反射面,輻射體上有兩個互相靠近的Pin腳,分別用于接地和作為饋點。
典型的手機中PIFA結(jié)構如下圖:
PIFA最重要的三個參數(shù)是W,L,H,其中H和天線諧振頻率的帶寬密切相關。W、L決定天線最低頻率。手機PCB的尺寸對PIFA有很大影響,Shielding Case對天線的影響也很大,手機電池芯對PIFA影響強烈。
2、Monopole天線(單極天線)
Monopole中文意思為單極子,工作機理較復雜,這里就不細說了。它的特點是大帶寬和高增益,結(jié)構靈活,易與當今手機結(jié)構配合。
這是Monopole在手機中的形式。
3、手機天線與射頻前端的配合問題手機天線需要與射頻前端匹配。這種匹配主要是阻抗的匹配。當工作在雙頻或多頻方式下,由于匹配電路在不同的頻段下具有不同的阻抗特征,共用的匹配網(wǎng)絡需折衷多頻段上的阻抗特性進行匹配。因此匹配電路會比較復雜。單頻天線匹配電路:單頻天線的匹配電路比較簡單,一般采用T型或pi型網(wǎng)絡進行匹配。就可以達到很好的匹配效果。所以需要在射頻前段預留T型或pi型網(wǎng)絡。雙頻天線一般也可以采用這種匹配方式。
匹配電路示意如下:
多頻天線的匹配電路:雙頻或多頻的匹配電路有兩種匹配方式。一種是天線主通路進行匹配。另外一種就是各個分支通路進行分別匹配。不過,目前主通路匹配的方式比較多。一般雙頻天線采用兩級pi型網(wǎng)絡進行匹配。
4、那些著名手機的天線
NOKIA 8210的天線
天線特點:采用PIFA內(nèi)置天線,雙頻天線,空氣介質(zhì)
NOKIA 6210天線
愛立信337的天線
天線特點:螺旋天線,看不出是雙頻的
愛立信T28S的天線
天線特點:天線扁平的外置天線,非螺旋,應該是PCB形式的螺旋
MOTO V60天線
天線特點:外置天線與內(nèi)置天線集成在一起,兩天線均為垂直極化,因此應該是實現(xiàn)雙頻的技術。
MOTO V120 CDMA天線
下面來說iphone6/6 plus
iPhone 6/6+相較前代手機,多了NFC支持,LTE支持更多頻段。天線結(jié)構前所未有的復雜。支持的無線通信標準:
1 Cellular:CDMA EV-DO Rev. A (800, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)UMTS (WCDMA)/HSPA+/DC-HSDPA (850, 900, 1700/2100, 1900, 2100 MHz)TD-SCDMA 1900 (F), 2000 (A)GSM/EDGE (850, 900, 1800, 1900 MHz)FDD-LTE (頻段 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29)TD-LTE (頻段 38, 39, 40, 41) 全部頻段包括:Bands 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 13, 17, 18, 19, 20, 25, 26, 28, 29 ;Bands 34,38, 39, 40, 41 。 進一步整合一下:(B38/B40差距較大,一般不整合)TX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13, 17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28; 34, 38,39,40, 41 。
RX:Bands 1, 3, 4, 7, 8, 13/17, 20, 25(2), 26(5、18、19),28, 29;34, 38,39,40, 41。
2 WiFi/BT:802.11a/b/g/n/ac 無線網(wǎng)絡(單天線,雙頻2.4GHz/5GHz)藍牙 4.0 無線技術2400~2483.5MHz;4915~5825MHz。
3 AGPS/GLONASS:1575.42MHz
4 NFC:13.56MHzNFC由于工作頻率低,其結(jié)構不能算是嚴格意義上的天線,準確的說是一個電感(互感)線圈,應具備包圍一定(磁通)面積的環(huán)形結(jié)構。iPhone 6的金屬外殼:
背殼的金屬分為A、A’、B、B’、C共5部分,其中C、B、B’是內(nèi)部聯(lián)通的,充當天線的地;A、A’則是被絕緣隔離條分開的,分別充當上部天線和下部天線。
天線仍然分為上部和下部兩個區(qū)域。
iPhone6下部天線 Cellular主天線。
下部天線LAT結(jié)構相對簡單。
最右側(cè)紅圈為天線LAT的地,中間紅圈為天線LAT的饋電端口。
左側(cè)藍圈為Antenna Tunning端口,附近上方的芯片為Antenna Tunning芯片。 (Antenna Tunning技術是從iPhone5開始引入的,目的是更好的適應越來越多的射頻頻段,上部天線和下部天線均采用此技術,上部天線Tunning電路在主PCB上,下部Tunning電路在尾插排線上。) iPhone 6/6+的下部天線結(jié)構基本無差別。
顯而易見的尺寸差別導致的天線參數(shù)變化,由設計和無源補償網(wǎng)絡及Tunning電路解決。
iPhone6上部天線
上部天線的結(jié)構則復雜的多。
由于NFC天線只有單圈且面積不大,相較傳統(tǒng)解決方案耦合系數(shù)小得多,需要額外的驅(qū)動能力,采用AWS公司芯片AS3923提供驅(qū)動,如下圖:
上部天線的原理框圖為:
iPhone 6+ 下部天線
Celluar主天線。
Antenna Tunning包括3個芯片。iPhone 6+ 上部天線
iPhone 6+的上部天線與iPhone6結(jié)構不同。但仍然包括UAT1、UAT2、UAT3各1個饋電端口和NFC的2個端口。
UAT1為天線Tunning端口,影響UAT3;
UAT2為WLAN 2.4/5GHz雙頻天線,還有Cellular副天線的一個實現(xiàn)頻段(高頻段B7/38/40/41);
UAT3為 GPS、Cellular副天線的第二實現(xiàn)頻段(中低頻段)。
NFC驅(qū)動芯片:
最后奉上整機的射頻電路框圖(只是猜測,沒有實測數(shù)據(jù))。
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