Introduction of Small Antenna

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• The base of antenna •The type of antenna •Explanation of antenna terms •Antenna passive testing •Antenna active testing •Required equipment •The antenna Design reference

The base of antenna 天线是一种特出的电路，其基本功能是发射和接受 电磁波,发射时把高频电流转化为电磁波，接收时 把电磁波转化为高频电流 当电路尺寸接近波长尺寸时会辐射出一部分电磁波， 这种电路叫做天线

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The type of antenna 天线需要依靠主板的地工作 所有参与导电成分的物体 都将参与辐射 标准天线也称 λ/2 偶极天线 天线分类： • 外置天线 • 内置天线 外置天线是由标准天线演变 过来，移动终端的 PCB 为天线 另一臂， PCB 尺寸很重要 内置天线的形式特别多, 包括微带贴片天线 、 缝隙天线 、 外置天线 PIFA、Monopole单极天线 、 陶瓷天线等等.

但目前的主流天线主要有两种：Pifa天线、Monopole单极天线.

内置天线

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Explanation of antenna terms    无源参数（Passive） – 驻波比（VSWR） – 回波损耗（Return Loss） – – – – Smith 圆图 阻抗（impedance）及阻抗匹配(impedance matching) 增益(Gain) 效率(Efficiency) 有源参数（Active） – TRP – TIS 人体辐射吸收比率SAR

驻波比（VSWR） 驻波比全称电压驻波比，又名VSWR，为Voltage Standing Wave Ratio 的英文简写 在无线通信中，天线有馈线的阻抗不匹配或天线也发射机的 阻抗不匹配，高频能量就会反射折回，并与前进的干扰汇合 发生驻波，为了表示天线中前进波与反射波的情况，人们建 立了驻波比这个概念 公式：电压驻波比 VSWR=（1+Γ）/(1-Γ) 反射系数Γ=（R-r）/ (R + r) 反射系数Γ=0，VSWR=1 这是理想情况， 实际情况VSWR总是>1

回波损耗（Return Loss） 回波损耗他表示信号反射性的参数 回波损耗说明一部分信号被反射到信号源 公式：回波损耗 Return Loss= 10log(P反射/P入射) 因此回波损耗越小,反射能量越小,入射能量越大

Smith 圆图 Smith 是计算阻抗的基本工具 Smith圆图是由很多圆周交织在一起的一个图，正确使用它 可以在不作任何计算的前提下,得到一个看起来比较复杂的 系统的匹配阻抗,唯一要作的就是沿着圆周读取并跟踪数据

阻抗（impedance）及阻抗匹配 (impedance matching) 天线阻抗是在任何给定位置上，电压对电流的比值 大多数无线电输入阻抗为50欧姆 天线阻抗必须和无线电阻抗相匹配,如不匹配 RF性能将收影响

增益(Gain ) 增益 (Radiation Gain) 輻射能量強度就像車子的近燈及遠燈，近燈的涵蓋角度廣 但距離短，就是低增益天線的特點。高增益天線就像遠燈， 涵蓋的距離長但是角度窄.

增益定量描述一个天线把辐射功率集中辐射的程度 單位是dBi。

效率(Efficiency) 效率是天线在某一点上辐射功率与输入功率的比值 辐射效率越高越好 越长的天线往往效率越高 天线的效率典型数值在30%-95%之间，比较好的内 置天线效率一般在30%-45%之间 要提高天线的效率一般需要设法提高天线的辐射电阻 降低天线的损耗电阻

TRP TRP： 总发射功率（Total Radiated power） 通过对整个球面的发射功率面积分并取平均得到.

他反映手机整机的发射功率情况 跟手机在传导情况下的发射功率和天线辐射性能有关 每个国家对TRP都有制定标准,例如中国国家标准 GSM900>=26dBm DCS1800>=25dBm TRP越大，辐射功率越大，SAR值越高，所以一定要制 定合理的TRP值

TIS TIS: 总接收灵敏度（Total isotropic sensitivity） 反映在整个辐射球面手机接收灵敏度指标的情况.它反映 了手机整机的接收灵敏度情况 跟手机的传导灵敏度和天线的辐射性能有关 每个国家对TIS也都有制定标准,例如中国国家标准 GSM900<=-102dBm DCS1800<=-100dBm TIS越小，接收灵敏度越好 TIS与整机的EMI，EMC有很大关系

SAR SAR： 特殊比吸收率（Specific Absorbtion Rate） SAR值为生物体（包括人）每单位千克容许吸收的辐射能量 SAR值表示辐射对人体的影响 SAR值取决于天线与人体的距离，同时也取决于天线&手机的 构造，发射功率的大小.

SAR值越低，辐射吸收的量越小.

TRP越高，SAR值越大 SAR值使用近场测试方法来测量 标准：US 1.6mW/g EU: 2.0mW/g

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Antenna passive(被动) testing 天线的被动（无源）测试是考量天线系统的指标 天线的被动（无源）测试包括S参数，增益，效率等 S参数包括：电压驻波比（VSWR），回波损耗（Return Loss），阻抗圆图（Smith圆图）

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Antenna active（有源） testing 天线的主动（有源）测试侧重从整机的发射功率和接收灵敏 度方面考察整机的辐射性能 他是建立在无源测试的基础上 有源测试包括：发射参数：TRP 接收参数：TIS 如果整机辐射性能不好，将产生信号不好，语音通话质量差， 容易掉线等多方面问题

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Required equipment（测试设备） 网络分析仪(安捷伦&RS) 测试内容：VSWR RL Smith chart 配合3D chamber 测试天线：效率,增益 综合测试仪器 测量内容：手机传到功率 灵敏度 配合微波暗室测试：TRP TIS

Required equipment（测试设备） 微波暗室（3D Chamber） 测试内容： 天线系统的增益,效率 整机的TRP,TIS SAR测试设备 测试内容： 整机的SAR值

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The antenna Design reference 天线设计参考 PIFA天线：

The antenna Design reference 天线设计参考 Monopole天线：

The antenna Design reference 天线设计参考 Monopole天线：

The antenna Design reference 天线设计参考 利用手机外壳做天线： 红色边框金 属外壳，都 属于天线部分

The antenna Design reference 天线设计参考 利用笔记本键盘做天线： 利用笔记本键盘做天线

TKS！ 没有最好的天线，只有最合适的天线