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手机中WiFi天线的设计

时间:2020-09-21 15:09:59 来源:安威无线 点击:

科技改变生活,生活存在不同的方式。智能从诞生以来,就彻彻底底的融入了我们生活当中,作为通信行业的一员,在天线领域我们来粗浅地聊聊智能手机中WiFI天线。
 
目前市面上的智能手机都是装有wifi天线的,一台智能手机内部也存在GPS天线,NFC天线,WIFI天线,而WiFi天线的频率是其中最高的。一般分为2个频段:2400~2484MHz(包括蓝牙)和5150~5850MHz。
 

手持智能手机
 
所有WIFI天线均支持2.4GHz频段,通常WIFI天线连接到同时具有WIFI和蓝牙功能的芯片。这意味着为WIFI和蓝牙设计天线基本上是一回事。现在,手机随附的WIFI包含5150-5850 MHz频段,因此WIFI天线通常为双频段。也可能有两根wifi天线,其中一根用于2.4 GHz,一根用于5 GHz频段,尽管这种情况不太常见。
 
由于WIFI是移动设备上的最高频率,因此WIFI天线将是最小的天线。2.4 GHz的半波长为6.25厘米,5 GHz的半波长为3厘米或刚好超过2.5cm。因此,使用四分之一波长天线利用设备的地平面可以制造非常小的wifi天线用于WIFI的好的四分之一波长天线包括IFA天线和 PIFA天线。
 
WIFI天线同时用于发送和接收。此外,还有 以dBm为单位指定的峰值天线增益规则。通常,以dB为单位指定天线增益,例如峰值天线增益等于+2 dB。这意味着效率乘以方向性为+2 dB。
 
通常dBm为单位指定增益。这意味着可能会说wifi天线增益必须小于10 dBm。这意味着峰值 有效各向同性辐射功率(EIRP) 必须小于10 dBm。该数字是传导功率(无线电在其终端输出的功率,对于WIFI通常约为15 dBm),WiFi天线效率和天线方向性的函数。
 

设备上的wifi信号
 
峰值增益[dBm]基本上等于传导电源[dBm] +天线效率[dB] +方向性[dB]。例如,如果传导功率为15 dBm,天线效率为-3 dB,方向性为+4 dB,则峰值增益将为16 dBm。如果峰值增益的规格为14 dBm,则系统可以通过将传导功率降至14 dBm(下降2 dB)来达到规格。
 
手持移动设备的WIFI天线效率通常约为-6 dB至-2 dB。由于天线与天线之间的耦合以及天线周围所有组件(相机,PCB,屏幕上的玻璃等)的损耗电阻,导致效率降低 。
 
WIFI天线通常位于设备顶部(在GPS天线和分集蜂窝天线附近)。请注意,这里没有 TRP规范,因此通常您不希望WIFI天线的效率过高,否则SAR和峰值增益值将需要较大的传导功率补偿。
 
当然,这些理论上的知识终究是要经过实践去验证的,还有一点就是说所有手机中wifi的效率及数据,和他在产品应用中的环境会有非常的关系。
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