GSM手机外置天线的原理及制做.

### GSM手机外置天线的原理及制作 随着信息技术的发展，手机已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。手机通信质量的好坏很大程度上取决于射频（RF）电路中的天线设计。本文将详细介绍GSM频段手机外置天线的工作原理、电气特性要求以及工厂检验方法。 #### 1. GSM手机外置天线的原理 手机天线是一种结构电子元件，其外观设计与整体工业设计密切相关。本节将重点探讨手机外置天线在电气方面的工作原理及其制作过程。 当电磁能量被施加到一个并联谐振网络上时，该网络能够发射特定频率\( F = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} \)的电磁波。同样地，当这个并联谐振网络处于电磁场中时，它会产生相同频率的电磁能量，并在频率匹配时达到最大值。手机天线正是利用了这一原理，通过打开并联谐振回路中的电容器板极，将电感作为振子，以分布电容的形式实现电容性。这种设计有利于提高天线发送和接收电磁波的能力。 在中国，全球通（EGSM）频段覆盖880MHz至915MHz（发射）以及925MHz至960MHz（接收），而DCS频段则包括1710MHz至1785MHz（发射）和1805MHz至1885MHz（接收）。因此，手机天线通常需要支持双频段（880MHz~960MHz, 1710MHz~1880MHz）的操作。 为了满足不同频段的要求，天线中的电感设计为两种不同的疏密度。如果需要支持三频天线，则可以在DCS频段的基础上进行扩展，因为PCS频段与DCS频段相近。 #### 2. 外置天线的电气特性要求 为了确保天线能够在预期的频段内正常工作，需要对其进行电气特性的测试和调整。这包括测量天线的输入阻抗（S11）特性、电压驻波比（VSWR）、增益以及方向性等指标。 - **S11 参数**：在880MHz至960MHz频段内，S11参数应小于-10dB；在1710MHz至1880MHz频段内也应满足同样的要求。对于某些厂商而言，在EGSM频段内可能难以达到-10dB的标准，那么至少也需要低于-8dB。 - **电压驻波比 (VSWR)**：S11参数与VSWR之间存在一定的转换关系。理想的VSWR值接近1:1，表示信号传输效率最高。 - **增益与方向性**：在3D或2D的暗室环境中测试天线的增益和方向性，并绘制相应的图形。根据这些数据，可以计算出理论上的平均增益。对于EGSM频段，平均增益不应低于-1dB；而对于DCS频段，则不应低于-2dB。内置天线的增益通常更低，大约为-4dB左右。 #### 3. 工厂检验方法 为了确保天线的电气性能符合标准，还需要进行一系列的实际测试。 - **天线尺寸**：为了达到所需的电气性能，天线的线圈长度必须超过一定的阈值。这意味着外露的天线部分需要大于16.4毫米，但完全置于外壳内的天线不受此限制。 - **跌落测试**：为了验证天线的耐用性和可靠性，还需要进行跌落测试。对于直板手机，跌落高度设定为1.5米；而对于折叠手机，则为1.2米。经过测试后，天线的机械结构和电气性能均不得发生变化。 #### 4. 结论 通过对GSM手机外置天线的工作原理、电气特性要求及工厂检验方法的详细探讨，我们可以看出，为了保证手机信号的良好传输，天线的设计与制造需要经过严格的测试和调整。无论是对于制造商还是消费者来说，了解这些基本原理都是非常重要的。 通过以上的介绍，我们不仅了解到了GSM手机外置天线的工作原理及其电气特性要求，还对天线的制作和检验方法有了更深入的认识。这对于提高手机通信质量和用户体验具有重要意义。