移动终端天线设计技巧

包含移动终端在内的天线性能与外形大小有密切关系。论及天线时通常会使用以物理长度的频率波长制定的规格化电气性长度，一般是将电气性长度为低于1/2π以下的天线定义为小型天线(以下简称为小型天线)。

移动终端几乎都是使用小型天线，它的缺点是低效率、窄频宽，为了确保天线的性能，因此天线小型化有一定的极限，然而如此一来却违背移动终端小型化的时代趋势。所幸的是天线使用的元件大多是可以创造空间的导体，若与波长比较的话，只要导体具备一定大小，基本上就可以当作高天线使用，例如类似移动终端外壳等结构就符合以上条件(图1)。

目前移动终端使用频率大多介于800mMHz～2GHz之间，波长相当于150～350nm左右，因此100～200mm的终端尺寸对小型天线非常有利，也就是说只要巧妙应用移动终端的机壳，就可以获得小型、高性能的天线功能，有鉴于此本文以移动终端的机壳当作天线使用为例，依序介绍地表数位播放用天线与PDC(Personal;DigitalCellular)用Diversity天线的设计技巧。



移动终端天线的特征

如上所述低效率、窄频宽是一般小型天线的主要缺点。天线的比频宽(以中心频率制定的频率范围)与天线大小有密切关系，小型天线的频宽则与天线的体积呈比例关系。天线的效率可以用下式表示:

η=Pr/(Pr+Pd)

η:天线的效率。

Pr:放射功率。

Pd:损失功率。

由上式可知如果缩任意小天线大小的话，Pr会比Pd小导致放射效率大幅降低，这种现象尤其是天线附近的电磁界更加明显。图2是提供相同电力给两种天线时，天线附近的实际电界分布状态，图中的单极(Monopole)天线高度为λ/4(此处λ表示天线频率的对应波长)属于中等大小天线，此时单极天线最大强度大约是-20dB；相较之下逆F天线的高度为λ/10

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