优化移动天线调谐的简易方法

电子工程世界 2023-06-20 07:30
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创建具有多部天线的移动设备涉及到一个极具挑战性的平衡过程。如果考虑到移动设备设计人员面对的所有因素,那么所需要考量的层面则过于繁杂。首先,移动设备带有分别用于蜂窝网络(低、中、高频段)、Wi-Fi、蓝牙®、超宽带等多个频段的天线;除 RF 的单一范围外,他们还必须应对更丰富功能和更小、更时尚设计间的权衡。
中、高 Wi-Fi 频段 Qorvo 天线调谐器

使用 Qorvo 天线调谐器有助于优化这些频段中每个频段的天线性能;然而,增加调谐器确实要以牺牲天线效率为代价。因此,在设计中必须注意保证足够的天线效率及性能;这样做需要优化 PC 板的布局。Qorvo 提供了丰富的天线调谐组件选择,为广泛的应用带来最佳性能。策略性地安排 Qorvo 天线调谐器的位置,是为了充分利用其出色的 RF 性能特性来调谐中高频段频谱,并获得高效率。

如下图所示,两块带有天线和天线调谐元件的 PC 板总共占用 195mm2 的面积。我们的目标是将该面积减少 35%,同时满足峰值 RF 性能。下面,我们将解读如何利用效率与性能间的权衡来实现这一目标。

基线中高频段与 Wi-Fi 天线 vs 占板面积缩减目标

中高频段(MHB)天线本身便是一项艰巨的设计挑战,而添加 Wi-Fi 2.4GHz 和 5GHz 天线使设计变得更加困难,此外还缩减了外形尺寸。因此,其归根结底是要采用最佳的元件才能优化天线的 PC 板占板面积。

在下图中,我们可以看到 MHB 和 Wi-Fi 天线的 PC 板布局设计。这一经优化的布局设计让尺寸减少 35%,并实现同类最佳的 RF 信号范围。下面,让我们来分析一下移动设备设计师将如何同时获得 35% 的尺寸缩减和卓越的智能手机 RF 范围。
中高频段和 Wi-Fi 移动天线解决方案

如下表所示,每个调谐状态覆盖四个不同的蜂窝频段。我们设计的天线具备 3 个 RF 分支;其针对每个调谐状态覆盖四个蜂窝频段(MHB),以及 2.4GHz 和 5GHz 的 Wi-Fi 频段。

需要注意的是,上图所示的设计同时考虑了 MHB 和 Wi-Fi 频段。其中 1、3、40 和 7 频段以及 Wi-Fi 频段均同时工作;各部天线在每个蜂窝和 Wi-Fi 切换状态下也均能达到峰值性能,如下表所示。

MH 频段和 Wi-Fi 经调谐后同时运行
点击阅读原文,查看更多频段部分,以及应用Qorvo 产品所带来的优势。

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