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手机天线设计：在微小天地里编织信号之网

手机天线设计：在微小天地里编织信号之网

2025-04-09 09:14:10 574

手机中的天线技术概述

天线作为手机中至关重要的组件，其性能的好坏对通信质量起着决定性作用，甚至关乎整个产品的成败。在实际生产环节里，天线性能若无法达到标准，往往会致使项目以失败告终，所以必须对其予以高度关注。

一、天线形式的演变

1. 外置天线

早期的手机多采用外置式天线，结构简单，但占用空间大，影响整机外观设计。

2. 内置金属片天线

随着手机向轻薄化和美观化发展，从NOKIA开始，逐渐改为内置式天线。早期内置天线多采用金属片（通常为厚度约0.1mm的不锈钢冲压件）。这种天线结构坚固，但加工复杂，空间利用率不高。

3. FPC天线（柔性电路板）

为了降低成本并提高空间利用率，逐步发展为使用FPC（Flexible Printed Circuit）天线。其特点包括：

l 材质柔软，可贴附在曲面或转角处；

l 空间利用率高，设计自由度大；

l 安装方便，仅在馈点位置需要加定位柱；

l 目前为主流天线技术之一。

4. LDS天线（激光直接成型）

进一步技术发展催生了LDS（Laser Direct Structuring）天线技术：

l 通过激光在特殊塑料材料表面雕刻天线路径；

l 通常用于高端手机的主天线；

l 常集成在喇叭盒等结构件上，有助于节省空间和降低成本；

l 性能稳定，适合批量化、精密化制造。

二、手机中的其他天线类型

除了负责网络通信的主天线（3G/4G/5G），现代智能手机中还集成了多种功能性天线：

类型	描述	常用形式
GPS天线	用于定位导航。性能要求高。	常用FPC，部分高端设备采用陶瓷天线，但体积大、外形难处理，不利于超薄设计。
BT/WIFI天线	负责蓝牙和无线网络通信。	通常使用FPC；部分低端机型可能用电缆线代替。
NFC天线	用于近场通信功能，如移动支付等。	一般采用FPC结构，集成在电池盖等部位。
FM天线	用于收听调频广播。	老年机常配有独立拉杆天线；常规手机用耳机线替代天线，因此收听FM必须插耳机。

图1 金属天线图中可以看到定位柱

图2 FPC天线手机上的主要天线及位置

图3 LDS天线图中给出雕刻区域

图4 LDS 天线背面

图5 NFC天线

图6 网上的LDS实物图片

三、天线结构的要点：

1.天线的一个重要的参数是面积，尤其是主天线， 3G网络的一般数据是400MM^2, 4G网络一般要求达到500MM^2; 这是因为要向下兼容2G,3G网络，这么大的面积通常难以保证，所以常常需要用到侧面，或者金属外框，通常4G的天线（尤其是全网通）通常比较难调，设计之前和之后都要给天线厂评估，参考天线厂的意见进行设计，有的需要改好几次才能达到效果。

2.天线与其他期间的安全距离必要要留出至少1毫米的距离。

3.天线附近最好不要有电磁器件以及需要信号传输的线路，这些都会互相干扰。

4.一般方案公司会要求天线距离主板距离5毫米，不过一般做不到，不过最低也不要低于2毫米。

5.对于金属外框的手机，会要求金属框离天线2毫米距离。

四、天线设计：

天线的安装位置一般有2种，一种是单独的支架，锁在主板上或者前壳上，FPC贴在支架上，一种是贴在后壳上。FPC的厚度是0.15毫米，设计时先在相应地方把沉台做出来，深度0.3毫米，然后在沉台位置将FPC画出来，通常用面生成实体，在PIN脚处把馈点范围标出来，背面要加上加强板，通常为0.1~0.2厚的钢片，加上一到二个定位柱。画完后检查下位置，尤其是馈点范围要对上板上的弹片或PIN. 下图是一个涉及好的NFC天线的例子:

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