多頻段天線設計面臨的挑戰

　　近年來，移動通信領域的技術進步，以及移動電話從商務工具向手持設備的轉變促使制造商不斷尋找集成日益復雜的天線的新方法。

　　移動電話最初只能工作于單一頻率。在歐洲和亞洲采用的通常是歐洲GSM委員會規定的900MHz或1800MHz兩個頻率中的一個。然而，開發和制造同時支持兩個頻率的手機所帶來的規模經濟效益，以及漫游功能為網絡運營商帶來的可觀的利潤，共同導致了可同時支持兩個頻率的雙頻GSM手機的誕生。由于在相當分散的美國移動電話市場上缺少統一的標準，1900MHz的GSM頻率在美國的應用啟動很慢。然而，隨著運營商開始看到采用統一技術的全球漫游能夠帶來巨大的利益，最近幾個月來美國GSM網絡進行了很大的努力以擴展覆蓋整個美國。雖然許多新的移動電話仍采用雙頻方式，但在未來12-18個月內，三頻手機將逐漸成為事實上的GSM標準，即單個手機可支持目前世界上使用的所有三種GSM頻率。最近宣布的第四個主要GSM頻率允許某些運營商從其它技術過渡到GSM，但這會進一步使手機制造商和天線供應商面臨的情況復雜化，如果他們希望單個手機能夠支持所有GSM頻率的話。

　　隨著3G網絡計劃于2002年下半年正式推出，設計與現有技術和頻率后向兼容的3G手機所帶來的更多挑戰已迫在眉睫。更重要的是，除了與移動電話網絡通信以外，未來的移動電話還必須能夠與許多其它設備和網絡進行通信，而它們采用的技術包括藍牙、IEEE802.11b （無線LAN）和GPS等，這進一步對下一代通信設備（包括PDA、網絡產品、新型因特網家電和眾多其它設備）的天線設計提出了更多要求。

　　內置天線設計

　　在移動電話設計中，外置天線逐漸被內置式天線所替代。最初有關內置天線性能的擔心現在大部分都不存在了。事實證明，就天線效率這一對移動應用來說最關鍵的電參數來說，設計良好的內置天線可以提供與外置天線同樣的性能。消費者對更時尚外觀的要求進一步促使手機制造商將天線集成在設備內部。SAR（比吸收率）此前曾被認為是內置天線手機的最大問題。然而，測試結果表明，在采用內置天線的移動電話中可以達到相當好的SAR性能。與外置式天線相比，內置天線具有同樣的性能、更好的外觀特性和更為堅固，因此從外置向內置式天線的轉變已成為不可逆轉的趨勢。

　　天線性能標準

　　采用內置天線的主要設備類型，幾乎所有的都采用了PIFA（平面反轉F天線）結構。此類天線的性能主要包括以下方面：

　　● 物理尺寸

　　● 電學設計質量

　　● 電介質襯底及外殼的射頻（RF）材料特點（介電常數和損耗角正切值）

　　● 封裝和整個設備的設計

　　對系統設計人員來說，在產品設計過程的早期充分理解不同內置天線技術的特點和功能是非常重要的。對天線尺寸的過度樂觀的假設會導致最后不得不在封裝和天線性能間進行折衷。

　　多數無線手持設備的內置天線位于系統地線層的上方并采用PIFA結構。移動電話PIFA的一個關鍵物理參數是輻射器高出地線層的高度。目前多數商品化解決方案都采用7mm至9mm的高度。然而，需要指出的是智能封裝提供了使這一高度最小化而同時又可保持天線性能的機會（這種應用的一個例子是單面電路板，雖然在一些具有想象力的設計中還可以采用更多的方法）。

　　內置天線制造技術