移动终端共口径内置天线设计(附件)
在2G、3G和4G并存的移动通信时代，手机等移动终端天线需要覆盖更多、更广的电磁波频段。同时现在各种移动终端越发轻薄，这就要求天线也要尽可能的小。针对以上情况，本文设计了一款多频段移动终端天线。本设计由微带天线加载缝隙技术和赋形技术实现。即在传统的矩形微带-缝隙天线的基础上，给接地板上的矩形缝隙两端级联矩形，给微带馈线赋阶梯型以增加频段，给辐射振子臂两端赋矩形以增加频带宽度。最后用HFSS反复仿真优化得到最佳的尺寸数据，完成了天线的设计。所设计的天线在1.669～2.7011GHz及5.05～5.87GH频段范围内S11<-10dB，最大增益达4.1814dB，尺寸51.2mm×19.8mm，能够实现以单辐射单元覆盖多频段、多制式且能作为移动终端内置天线。关键词 移动终端天线，微带缝隙，赋形技术，多频段，宽频带
目 录
1 绪论 1
1.1研究的背景与意义 1
1.2天线的发展现状 2
2 天线基本理论 2
2.1天线的基本原理及参数 3
2.2微带天线的基本理论和分析方法 6
2.3微带缝隙天线基本介绍 10
3 天线的设计 11
3.1天线初始设计 12
3.2天线的优化 15
3.3数据后处理 19
3.4设计总结 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1研究的背景与意义
天线广泛存在于各种场所以及电子产品之中，然而我们最熟悉，与我们日常生活最息息相关的莫过于手机等移动设备的天线。随着移动技术由2G到3G再到4G的发展，手机等移动通信终端产品也应时代发展所需，发展势头异常迅猛，尤其是智能手机和一些小型化的可携带的终端设备产品。随着4G通信的广泛应用，4G手机已然成为现代大众生活中不可或缺的一部分。那么作为决定手机接受和发送信号质量的天线所起到的作用功能不言而喻。
我们知道移动通信正处于并且将长期处于2G、3G和3G并存状态，现代智能手机通常需要有通话、网络访问等功能，通常手机天线的带宽要覆盖2G/3G/4G移动通信
网、GPS、WLA *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
N等个频带。移动通信主要有LTE700:(689~787)MHZ,GMS850:(824~894)
GHZGSM900:(880~960)MHZ,DCS1800(1710~1880)MHZ,PCS1900:(1850~1990)MHZ,
UTMS:(1920~2170)MHZ,LTE2300:(2305~2400)MHZ,LTE2500:(2500~2690)MHZ[3]。W
LAN主要包含的频带有：2400~2483MHZ,5150~5350MHZ,5725~5850MHZ。因而随着移动通讯技术的飞快向前，以及手机的功能越来越强大，为了适应这些的发展，手机等移动终端的天线需要覆盖的频段越来越多，带宽也越来越宽。同时，现在智能手机普遍向着更轻薄、功能更多等方向发展。为了满足手机外部样式轻薄的设计要求以及内部电路精密繁杂、空间利用率有限且不规则的问题。因此，现代的手机天线设计必须要以多频、体积小以及宽带较宽这三个指标为努力方向。
目前，为了覆盖更多更广的电磁波频段，很多手机等智能移动终端设备基本采取以多个辐射单元的集成天线作为手机内置天线的方式。然而这无疑违背了小型化的原则，增加了手机的重量，而且如果在移动终端内放置两个及两个以上的天线单元，多个天线单元之间必将产生强的电磁性耦合的干扰。也必将使得方向图发生可怕的畸变，致使天线在多个角度存在盲区，导致不同的频段增益差距很大，最终结果是增加了后端射频模块的信号处理的难度。因而，为了解决这个难题，宽带的多频段的手机天线出现了。多频段天线可以同时覆盖数个频段，这就使得手机等移动通信终端无需安装多个天线，大大提高了终端的空间利用率，降低了天线系统的成本，完全迎合了现时代天线三化大趋势即微小型化、超宽带化以及多频段化。目前，多频段天线有多种类型，然而相比较而言，微带缝隙天线具有轻便、更容易包含多个频段、且有更宽的带宽以及与载体共形更简单等诸多优点，完全满足了现代移动终端天线的发展需求和趋势。具有极佳的发展前景。
本文设计一款微带缝隙天线作为手机的内置天线，涵盖2G/3G/4G下多种制式，多个频段。并使用HFSS软件进来行对设计的仿真及优化改良。
1.2天线的发展现状
当下对移动终端天线的设计主要从安全性和性能两个方面考虑。就安全性而言，主要是尽量避免天线的辐射对使用者的健康造成威胁；其次就是其性能方面的考量，主要包括如何尽可能的增多天线的频带、增加天线效率、拓宽天线的带宽、增强天线的抗干扰性以及减小天线的体积以适应越发薄化的智能手机等等。基于这两个方面，现代手机等移动终端天线的研究主要包括对现有的传统外置天线的改造改良和发展新兴的内置天线。对于外在可见的外置天线而言，技术门槛低、制作成本低且简单、抗环境干扰能力强、最重要的是无需考虑其体积问题，这是一方面。然而另一方面是外置无保护的情况下，对自身和使用者健康都有不利的影响。因而对外置天线的改良主要方向是增加保护反射层以保护用户免遭辐射影响。至于内置天线，由于其易于增加频带和拓宽带宽、体积较小、内置于内不易损坏且对人体危害小等优势已经成为现代移动终端天线的主流。目前技术条件下，主要以微带和平面倒两种类型来实现天线的内置。内置平面天线的设计主要追求方向是体积更加微小、频带更加的宽和频段更多。至于体积上的小型化，当前主要依靠特殊的新的材质的运用。技术反面有短路加载法，这种方法可以简化设计且有助于产品体积的大大缩小。此外，曲流技术的提出也给天线小型化带来了突破性的进展。当前除了天线的体积需要减小外，天线的频段也需要大大增加。现在的手机除了要通话外，也发展出网络访问、网络通信和定位等功能，因而对天线的频段及其带宽就有了更高的要求。目前，增加天线覆盖频段常用的方法有正交模法、多贴片法、缝隙加载法、寄生单元法等。而从技术实现和生产制作角度来讲，适用于内置天线来增加频带的最佳方法是缝隙法和寄生单元法。
目 录
1 绪论 1
1.1研究的背景与意义 1
1.2天线的发展现状 2
2 天线基本理论 2
2.1天线的基本原理及参数 3
2.2微带天线的基本理论和分析方法 6
2.3微带缝隙天线基本介绍 10
3 天线的设计 11
3.1天线初始设计 12
3.2天线的优化 15
3.3数据后处理 19
3.4设计总结 21
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
1 绪论
1.1研究的背景与意义
天线广泛存在于各种场所以及电子产品之中，然而我们最熟悉，与我们日常生活最息息相关的莫过于手机等移动设备的天线。随着移动技术由2G到3G再到4G的发展，手机等移动通信终端产品也应时代发展所需，发展势头异常迅猛，尤其是智能手机和一些小型化的可携带的终端设备产品。随着4G通信的广泛应用，4G手机已然成为现代大众生活中不可或缺的一部分。那么作为决定手机接受和发送信号质量的天线所起到的作用功能不言而喻。
我们知道移动通信正处于并且将长期处于2G、3G和3G并存状态，现代智能手机通常需要有通话、网络访问等功能，通常手机天线的带宽要覆盖2G/3G/4G移动通信
网、GPS、WLA *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
N等个频带。移动通信主要有LTE700:(689~787)MHZ,GMS850:(824~894)
GHZGSM900:(880~960)MHZ,DCS1800(1710~1880)MHZ,PCS1900:(1850~1990)MHZ,
UTMS:(1920~2170)MHZ,LTE2300:(2305~2400)MHZ,LTE2500:(2500~2690)MHZ[3]。W
LAN主要包含的频带有：2400~2483MHZ,5150~5350MHZ,5725~5850MHZ。因而随着移动通讯技术的飞快向前，以及手机的功能越来越强大，为了适应这些的发展，手机等移动终端的天线需要覆盖的频段越来越多，带宽也越来越宽。同时，现在智能手机普遍向着更轻薄、功能更多等方向发展。为了满足手机外部样式轻薄的设计要求以及内部电路精密繁杂、空间利用率有限且不规则的问题。因此，现代的手机天线设计必须要以多频、体积小以及宽带较宽这三个指标为努力方向。
目前，为了覆盖更多更广的电磁波频段，很多手机等智能移动终端设备基本采取以多个辐射单元的集成天线作为手机内置天线的方式。然而这无疑违背了小型化的原则，增加了手机的重量，而且如果在移动终端内放置两个及两个以上的天线单元，多个天线单元之间必将产生强的电磁性耦合的干扰。也必将使得方向图发生可怕的畸变，致使天线在多个角度存在盲区，导致不同的频段增益差距很大，最终结果是增加了后端射频模块的信号处理的难度。因而，为了解决这个难题，宽带的多频段的手机天线出现了。多频段天线可以同时覆盖数个频段，这就使得手机等移动通信终端无需安装多个天线，大大提高了终端的空间利用率，降低了天线系统的成本，完全迎合了现时代天线三化大趋势即微小型化、超宽带化以及多频段化。目前，多频段天线有多种类型，然而相比较而言，微带缝隙天线具有轻便、更容易包含多个频段、且有更宽的带宽以及与载体共形更简单等诸多优点，完全满足了现代移动终端天线的发展需求和趋势。具有极佳的发展前景。
本文设计一款微带缝隙天线作为手机的内置天线，涵盖2G/3G/4G下多种制式，多个频段。并使用HFSS软件进来行对设计的仿真及优化改良。
1.2天线的发展现状
当下对移动终端天线的设计主要从安全性和性能两个方面考虑。就安全性而言，主要是尽量避免天线的辐射对使用者的健康造成威胁；其次就是其性能方面的考量，主要包括如何尽可能的增多天线的频带、增加天线效率、拓宽天线的带宽、增强天线的抗干扰性以及减小天线的体积以适应越发薄化的智能手机等等。基于这两个方面，现代手机等移动终端天线的研究主要包括对现有的传统外置天线的改造改良和发展新兴的内置天线。对于外在可见的外置天线而言，技术门槛低、制作成本低且简单、抗环境干扰能力强、最重要的是无需考虑其体积问题，这是一方面。然而另一方面是外置无保护的情况下，对自身和使用者健康都有不利的影响。因而对外置天线的改良主要方向是增加保护反射层以保护用户免遭辐射影响。至于内置天线，由于其易于增加频带和拓宽带宽、体积较小、内置于内不易损坏且对人体危害小等优势已经成为现代移动终端天线的主流。目前技术条件下，主要以微带和平面倒两种类型来实现天线的内置。内置平面天线的设计主要追求方向是体积更加微小、频带更加的宽和频段更多。至于体积上的小型化，当前主要依靠特殊的新的材质的运用。技术反面有短路加载法，这种方法可以简化设计且有助于产品体积的大大缩小。此外，曲流技术的提出也给天线小型化带来了突破性的进展。当前除了天线的体积需要减小外，天线的频段也需要大大增加。现在的手机除了要通话外，也发展出网络访问、网络通信和定位等功能，因而对天线的频段及其带宽就有了更高的要求。目前，增加天线覆盖频段常用的方法有正交模法、多贴片法、缝隙加载法、寄生单元法等。而从技术实现和生产制作角度来讲，适用于内置天线来增加频带的最佳方法是缝隙法和寄生单元法。
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