手機(jī)天線原理
手機(jī)天線原理
手機(jī)信號(hào)是一種高頻的振蕩波,它將聲波加密后,加載在手機(jī)自身電路產(chǎn)生的高頻電波知上,在功放放道大后,通過(guò)天線發(fā)送到最近的一個(gè)移動(dòng)基站,基站通過(guò)有線連接到機(jī)房的交換機(jī),交換機(jī)再通過(guò)線連接到另一部手機(jī)最近的基站,基站將專信號(hào)發(fā)送出去,通過(guò)已知信道被另一部手機(jī)接收,另一站手機(jī)解調(diào)解密后變成聲波擴(kuò)展手機(jī)感應(yīng)器的工作原理 處于待機(jī)狀態(tài)下的手機(jī)在接收到基站發(fā)來(lái)的呼叫信號(hào)后，將會(huì)發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，手機(jī)的天線也會(huì)有短暫的射頻信號(hào)送出。此時(shí)，如果有一種微型感應(yīng)器在手機(jī)旁，它將發(fā)出閃閃紅光，有些品種的感應(yīng)器還會(huì)發(fā)出音樂(lè)聲響。
解剖感應(yīng)器電路發(fā)現(xiàn)它實(shí)際上是一只900MHz射頻指示器，現(xiàn)對(duì)其工作原理分析如下。
900MHz射頻指示器的電原理圖如附圖所示，射頻信號(hào)被作為天線(W) 的彈簧鋼絲L1接收后（L2為僅一匝的扼流圈），信號(hào)經(jīng)C1送到VT1放大，VT1在偏置電阻R1和R2的作用下處于臨界導(dǎo)通狀態(tài)，無(wú)信號(hào)時(shí)VT1的集電極為高電平，使PNP管VT2截止，由VT3和VT4組成的多諧振蕩器不工作。此時(shí)，VT4的集電極也處于高電平，VT5截止，LED不發(fā)光;一旦有信號(hào)進(jìn)入VT1的基極，使處于臨界狀態(tài)的VT1導(dǎo)通，VT1集電極處于低電平，VT2導(dǎo)通，通過(guò)R7、R8給多諧振蕩器VT3和VT4的基極加上偏置電壓，多諧振蕩器進(jìn)行低頻振蕩，VT4的集電極電壓亦在振蕩變化中，導(dǎo)致VT5間歇導(dǎo)通，LED則閃閃發(fā)光，當(dāng)天線附近無(wú)射頻信號(hào)，一切歸于平靜。 該電路的靈敏度調(diào)節(jié)有兩處：一是改變R1，但R1不能太小，否則VT1在無(wú)信號(hào)時(shí)就會(huì)導(dǎo)通，就不能起到指示作用。R1的大小還與VT1的放大倍數(shù)有關(guān)。
二是L2，增加 L2的匝數(shù)可提高靈敏度，如果拆掉L2，則電路靈敏度將**幅度提高，雖然易受干擾信號(hào)觸發(fā)而誤動(dòng)作，但可靈敏的指示周圍電磁場(chǎng)的存在，如果用它來(lái)檢查無(wú)線電話是否有48MHz射頻發(fā)射，將打開(kāi)的無(wú)繩電話的天線靠近該射頻指示器的天線時(shí)，若LED閃閃發(fā)光，表明無(wú)繩電話有信號(hào)發(fā)射。
手機(jī)天線的基本知識(shí)（1）
ps.工作需要，接觸到手機(jī)天線，整理一些基本知識(shí)以備查詢 外在要求： 天線尺寸小，重量輕，剖面低，攜帶方便，機(jī)械強(qiáng)度好 。 電性能要求：水平面要求有全向輻射方向圖，頻帶寬，效率高，增益高，受周圍環(huán)境影響小，對(duì)人體輻射傷害小。
手機(jī)天線可按所處的位置分為外置和內(nèi)置天線兩大類。
手機(jī)天線按傳統(tǒng)的天線單元形式可分為： 1.單極天線 2.螺旋天線 3.PCB印制螺旋天線 上面三種為外置天線 下面五種為內(nèi)置天線 4.微帶貼片天線 5.縫隙天線 6.IFA天線和倒L天線 7.PIFA 8.陶瓷天線 外置天線的的優(yōu)點(diǎn)是頻帶范圍寬、接收信號(hào)比較穩(wěn)定、制造簡(jiǎn)單費(fèi)用相對(duì)低;缺點(diǎn)是天線暴露于機(jī)體外易于損壞、天線靠近人體時(shí)導(dǎo)致性能變壞、不易加諸如反射層和保護(hù)層等來(lái)減小天線對(duì)人體的輻射傷害、同時(shí)對(duì)于FDD的系統(tǒng)，接收和發(fā)送必須使用不同的匹配電路。 傳統(tǒng)的外置天線一般為單極天線，雖然制作簡(jiǎn)單，但是尺寸較大，不便于攜帶。 一般采用螺旋天線來(lái)降低天線的尺寸（法向螺旋），另外現(xiàn)在也開(kāi)始使用印制在PCB的螺旋天線來(lái)得到更小尺寸與各種形狀的外置天線。 這種天線還有許多種變形形式，能夠?qū)崿F(xiàn)多頻、寬帶的要求，有很強(qiáng)的靈活性，因此在外置天線中，此類天線的應(yīng)用越來(lái)越廣。
拉桿天線：一般是采用一節(jié)1/4波長(zhǎng)螺旋和一節(jié)1/2波長(zhǎng)螺旋構(gòu)成，需要介質(zhì)棒去耦，用來(lái)實(shí)現(xiàn)手機(jī)的高增益，在手持情況下，其增益可增加6dB以上。 另外還有一種所謂的介質(zhì)天線，中長(zhǎng)介質(zhì)天線是一種漏波天線，其輻射特性為端射，而此處的介質(zhì)天線可能是類似單極天線的天線，其通過(guò)介質(zhì)諧振器的原理工作來(lái)輻射信號(hào)，可以使天線的體積大大減小，如果如此，此天線的Q值高，帶寬窄，寬帶與多頻均不易實(shí)現(xiàn)，應(yīng)不會(huì)有多少應(yīng)用。 下面是其基本介紹： 介質(zhì)振蕩器天線由高介電常數(shù)、低損耗的材料制成，其好處是：尺寸小，帶寬可在1％～10％內(nèi)可調(diào)，無(wú)導(dǎo)體損耗，天線效率高，可產(chǎn)生多種模式，低次模帶寬好一些，高次模增益大。
如果介質(zhì)振蕩器的尺寸足夠小，也是可以內(nèi)置于手機(jī)中的。 拉桿天線 雖然有效增益高，電性能較好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)需要使用記憶金屬作材料，因此價(jià)格較貴，除北美等少數(shù)地方外，應(yīng)用較少，我們不考慮使用。 螺旋天線 以其良好的輻射特性、小體積、頻帶擴(kuò)展容易實(shí)現(xiàn)的特性成為外置天線的的主流，但其體積還是較大，同時(shí)形狀固定，不適合手機(jī)造形設(shè)計(jì)等特殊要求。
PCB形式的螺旋天線 比普通螺旋天線的體積更小，天線形狀是扁平特性的，同時(shí)此類天線的設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的靈活性，應(yīng)用漸多。 在外置天線的應(yīng)用中螺旋天線還是**選擇，其次是PCB形式的螺旋天線。 內(nèi)置天線的特點(diǎn)： 可以做得非常小，不易損壞;可以將其安放在手機(jī)中遠(yuǎn)離人腦的一面，而百科在靠近人腦的部分貼上反射層、保護(hù)層來(lái)減小天線對(duì)人體的輻射傷害。
可以安裝多個(gè)，很方便組陣，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)天線的智能化，這一點(diǎn)對(duì)未來(lái)的移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)非常有用。 內(nèi)置天線的形式特別多，包括微帶貼片天線、縫隙天線、IFA天線和倒L天線、PIFA、陶瓷天線等等。 PIFA是現(xiàn)在使用得最多的一種內(nèi)置天線，其由倒F線天線演變而來(lái)，具有體積小，增益高，剖面低，帶寬相對(duì)較寬的特點(diǎn)，是在手機(jī)天線中使用得最多的天線。 貼片天線與縫隙天線也是使用得較多的內(nèi)置天線，貼片天線與縫隙天線可通過(guò)巴俾涅原理互換。
一般地，陶瓷天線只在要求天線尺寸極度小的情況下使用，現(xiàn)在在藍(lán)牙設(shè)備中有應(yīng)用。其增益低，效率低，頻帶窄，而且成本高，在手機(jī)中使用還需假以時(shí)日。 一般情況，外置天線的駐波比可以做到2，增益可以做到0-1dBi。 對(duì)于內(nèi)置天線，駐波也可以做到3之內(nèi)，增益了可做到0-1dBi。
在手機(jī)天線中，天線增益并不重要，其平均有效增益才重要，基本的結(jié)論，外置天線的平均有效增益比一般的內(nèi)置天線大2dB左右。內(nèi)置天線的效率是達(dá)不到外置天線的水平的。 手機(jī)天線選擇時(shí)不能被PEAK GAIN有欺騙，實(shí)際的平均有效增益小于此值，同時(shí)與手機(jī)設(shè)計(jì)息息相關(guān)。 外置天線手機(jī)天線價(jià)格為2.5—4元左右。
而且內(nèi)置天線比較貴，大概從3—20元都有。
天線調(diào)諧是怎么一回事？
連接發(fā)射機(jī)與天線的一種阻抗匹配**，叫做天線調(diào)諧，簡(jiǎn)稱“天調(diào)”。天線輸入阻抗隨頻率而發(fā)生很大的變化，而發(fā)射機(jī)輸出阻抗是一定的，若發(fā)射機(jī)與天線直接連接，當(dāng)發(fā)射機(jī)頻率改變時(shí)，發(fā)射機(jī)與天線之間阻抗不匹配，就會(huì)降低輻射功率。
使用天線調(diào)諧，就能使發(fā)射機(jī)與天線之間阻抗匹配，從而使天線在任何頻率上有**的輻射功率。
知識(shí)點(diǎn)延伸：天線調(diào)諧廣泛用于地面、車載、艦載及航空短波電臺(tái)中。
什么是天線的諧振點(diǎn)
數(shù)學(xué)之美團(tuán)為你解答天線的諧振問(wèn)題還是稍微有點(diǎn)復(fù)雜，這樣吧，就拿對(duì)稱振子來(lái)說(shuō)吧我們知道半波長(zhǎng)的對(duì)稱振子(當(dāng)然是指線徑很細(xì)的對(duì)稱振子，對(duì)于線徑較大的對(duì)稱振子，分析方法有所不同，比如用矩量法進(jìn)行數(shù)值計(jì)算)的輸入阻抗是(73.1+j42.5)歐姆，看得出，實(shí)際上在天線長(zhǎng)度等于半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，天線的輸入阻抗是感性的，這時(shí)，適當(dāng)縮短天線的長(zhǎng)度，可以使得天線的輸入阻抗變?yōu)榧冸娮?，此時(shí)天線就達(dá)到了諧振。實(shí)際上，振子越粗，達(dá)到諧振縮短的長(zhǎng)度越大，這也就是波長(zhǎng)縮短效應(yīng)，是由于天線上的電流損耗和天線的末端效應(yīng)引起的。
簡(jiǎn)單說(shuō)，諧振點(diǎn)就是輸入電抗為0的點(diǎn)。
有問(wèn)題可以繼續(xù)探討。
