行動電話天線設計技巧

kinpoagilent

包含行動電話在內的天線性能與外形大小有密切關係。論及天線時通常會使用以物理長度的頻率波長制定的規格化電氣性長度，一般是將電氣性長度為低於1/2π以下的天線定義為小型天線(以下簡稱為小型天線)。

行動電話幾乎都是使用小型天線，它的缺點是低效率、窄頻寬，為了確保天線的性能，因此天線小型化有一定的極限，然而如此一來卻違背行動電話小型化的時代趨勢。所幸的是天線使用的元件大多是可以創造空間的導體，若與波長比較的話，只要導體具備一定大小，基本上就可以當作高天線使用，例如類似行動電話外殼等結構就符合以上條件(圖1)。

目前行動電話使用頻率大多介於800mMHz～2GHz之間，波長相當於150～350nm左右，因此100～200mm的終端尺寸對小型天線非常有利，也就是說只要巧妙應用行動電話的機殼，就可以獲得小型、高性能的天線功能，有鑑於此本文以行動電話的機殼當作天線使用為例，依序介紹地表數位播放用天線與PDC(Personal Digital Cellular)用Diversity天線的設計技巧。
行動電話天線的特徵
如上所述低效率、窄頻寬是一般小型天線的主要缺點。天線的比頻寬(以中心頻率制定的頻率範圍)與天線大小有密切關係，小型天線的頻寬則與天線的體積呈比例關係。天線的效率可以用下式表示:
η= Pr/(Pr+Pd)
η:天線的效率。
Pr:放射功率。
Pd:損失功率。

由上式可知如果縮任意小天線大小的話，Pr會比Pd小導致放射效率大幅降低，這種現象尤其是天線附近的電磁界更加明顯。圖2是提供相同電力給兩種天線時，天線附近的實際電界分佈狀態，圖中的單極(Monopole)天線高度為λ/4(此處λ表示天線頻率的對應波長)屬於中等大小天線，此時單極天線最大強度大約是-20dB；相較之下逆F天線的高度為λ/10屬於小型天線，此時F天線最大強度則只有0dB，由此可知即使相同電力隨著天線大小的差異，天線附近的電界(電壓)分佈狀態則截然不同，同樣的磁界亦即電流強度也不相同。對小型天線而言構成天線的導體與天線周圍的空間，若是屬於有耗損性的媒體時，會就導致極大的電力(功率)損失，相對的效率也會急遽劣化。

南方雁

不错的介绍，简单明了，建议版主给加RDB，可惜没有附图。

lcs9719

好是好﹐就是短了點﹗