Conocimientos básicos de antenas de telefonía móvil (1)

Pd. Por necesidades laborales, estuve expuesto a antenas de teléfonos móviles y recopilé algunos conocimientos básicos para consultas.

Requisitos externos:

La antena es pequeña en De tamaño, peso ligero y sección transversal baja, fácil de transportar y buena resistencia mecánica.

Requisitos de rendimiento eléctrico: se requiere que el plano horizontal tenga un patrón de radiación omnidireccional, banda de frecuencia amplia, alta eficiencia, alta ganancia, poca influencia del entorno circundante y poco daño por radiación al cuerpo humano.

Las antenas de telefonía móvil se pueden dividir en dos categorías: antenas externas e internas según su ubicación.

Las antenas de telefonía móvil se pueden dividir en formas de unidades de antena tradicionales:

1. Antena monopolo

2. Antena helicoidal

3. Antena helicoidal impresa en PCB

Las tres anteriores son antenas externas

Las cinco siguientes son antenas internas

4. Antena de parche Microstrip

5 . Antena de ranura

6.Antena IFA y antena L invertida

7.PIFA

8. Antena cerámica

Las ventajas de la externa. las antenas tienen un amplio rango de frecuencia, señales recibidas relativamente estables, fabricación simple y costos relativamente bajos. Las desventajas son que la antena se daña fácilmente cuando se expone fuera del cuerpo, el rendimiento se deteriora cuando la antena está cerca del cuerpo humano y es difícil de agregar; capas reflectantes y capas protectoras, etc. para reducir el daño por radiación causado por la antena al cuerpo humano. Al mismo tiempo, para los sistemas FDD, se deben utilizar diferentes circuitos coincidentes para recibir y transmitir. Las antenas externas tradicionales son generalmente antenas monopolo, aunque son sencillas de fabricar, son de gran tamaño y no son fáciles de transportar.

Las antenas helicoidales se utilizan generalmente para reducir el tamaño de la antena (hélice normal). Además, ahora también se utilizan antenas helicoidales impresas en PCB para obtener antenas externas de tamaños más pequeños y de varias formas.

Este tipo de antena también tiene muchas deformaciones, lo que puede cumplir con requisitos de banda ancha y multifrecuencia y tiene una gran flexibilidad, por lo que este tipo de antena se utiliza cada vez más en antenas externas.

Antena telescópica: Generalmente está compuesta por una espiral de 1/4 de longitud de onda y una espiral de 1/2 de longitud de onda. Requiere desacoplamiento de varilla dieléctrica para lograr una alta ganancia de los teléfonos móviles cuando se sostiene en la mano. , su ganancia se puede aumentar en más de 6 dB.

También existe la llamada antena dieléctrica. La antena dieléctrica de longitud media es una antena de onda fugaz cuyas características de radiación son de disparo final. La antena dieléctrica aquí puede ser una antena similar a una antena monopolo. Radiar señales trabajando según el principio de resonadores dieléctricos puede reducir en gran medida el tamaño de la antena. Si es así, la antena tiene un valor Q alto y un ancho de banda estrecho y multifrecuencia no es fácil de lograr, por lo que no debería tenerlo. muchas aplicaciones.

La siguiente es su introducción básica:

La antena osciladora dieléctrica está hecha de materiales con alta constante dieléctrica y baja pérdida. Sus ventajas son: tamaño pequeño y ancho de banda del 1%~ Ajustable. dentro del 10%, no hay pérdida de conductor, alta eficiencia de la antena, puede producir una variedad de modos, el ancho de banda del modo de orden bajo es mejor, la ganancia del modo de orden alto es grande.

Si el tamaño del oscilador dieléctrico es lo suficientemente pequeño, también se puede integrar en un teléfono móvil.

Aunque la antena de látigo tiene una alta ganancia efectiva y un buen rendimiento eléctrico, su estructura es compleja y requiere el uso de metal con memoria como material, por lo que es más cara y tiene pocas aplicaciones excepto en unos pocos lugares como Como América del Norte, no consideramos su uso.

Las antenas helicoidales se han convertido en la corriente principal de las antenas externas debido a sus buenas características de radiación, su pequeño tamaño y su fácil implementación de expansión de banda de frecuencia. Sin embargo, su tamaño sigue siendo grande y su forma es fija, lo que las hace inadecuadas. para diseño de teléfonos móviles.

Las antenas helicoidales con forma de PCB son más pequeñas que las antenas helicoidales normales y la forma de la antena es plana. Al mismo tiempo, el diseño de este tipo de antena tiene una gran flexibilidad y se utiliza cada vez más.

En la aplicación de antenas externas, las antenas helicoidales siguen siendo la primera opción, seguidas de las antenas helicoidales en forma de PCB.

Características de la antena incorporada:

Puede hacerse muy pequeña y no dañarse fácilmente; puede colocarse en el costado del teléfono alejado del cerebro humano y conectarse; a la parte cercana al cerebro humano. Capa reflectante y capa protectora para reducir el daño por radiación de la antena al cuerpo humano.

Se pueden instalar varias, lo cual es muy conveniente para formar una matriz, logrando así la inteligencia de las antenas de telefonía móvil, lo cual es muy útil para futuros sistemas de comunicación móvil.

Existen muchas formas de antenas integradas, incluidas antenas de parche microstrip, antenas de ranura, antenas IFA y antenas en L invertida, PIFA, antenas cerámicas, etc.

PIFA es la antena incorporada más utilizada en la actualidad. Evolucionó a partir de la antena de línea F invertida. Tiene las características de tamaño pequeño, alta ganancia, perfil bajo y ancho de banda relativamente amplio. Antena de teléfono móvil popular. La antena más utilizada.

Las antenas de parche y las antenas de ranura también son antenas integradas de uso común. Las antenas de parche y las antenas de ranura se pueden intercambiar mediante el principio de Babinet.

Generalmente, las antenas cerámicas sólo se utilizan cuando se requieren tamaños de antena extremadamente pequeños, y ahora se utilizan en dispositivos Bluetooth. Tiene baja ganancia, baja eficiencia, banda de frecuencia estrecha y alto costo. Llevará tiempo usarlo en teléfonos móviles.

En general, la relación de onda estacionaria de la antena externa puede ser 2 y la ganancia puede ser 0-1dBi.

Para la antena incorporada, la onda estacionaria también puede estar dentro de 3 y la ganancia puede ser de 0-1 dBi.

En las antenas de telefonía móvil, la ganancia de la antena no es importante, pero sí su ganancia efectiva promedio. La conclusión básica es que la ganancia efectiva promedio de una antena externa es aproximadamente 2 dB mayor que la de una incorporada general. antena. La eficiencia de la antena incorporada no puede alcanzar el nivel de la antena externa.

No se deje engañar por PEAK GAIN al seleccionar una antena de teléfono móvil. La ganancia efectiva promedio real es menor que este valor y está estrechamente relacionada con el diseño del teléfono móvil.

El precio de la antena externa y la antena de teléfono móvil es de aproximadamente 2,5 a 4 yuanes.

Además, las antenas integradas son relativamente caras, oscilando entre 3 y 20 yuanes.