天线及其测量方法概要

现代微波与天线测量技术

第6讲：无源天线及其测量技术

彭宏利博士

2008.11

微波与射频研究中心

上海交通大学－电信学院－电子工程系

第 8 节：无源天线及其测量技术 8.1. 8.2. 8.3. 8.4. 8.5. 8.6. 8.7. 能的影响 8.8. 8.9. 8.10. 8.11. 天线概述；天线主要性能指标； Helical 外置天线； PIFA 内置天线；Monopole 内置天线； PIFA 和 Monopole 天线比较；天线性能与环境：其它部件对手机天线性天线测量条件和测量参数；天线方向图测量技术；天线增益测量技术；天线极化参数测量第 1/ 39 页

8.1. 天线概述 8.1.1. 天线的定义在无线电发射和接收系统中，用来发射或接收电磁波的元件，被称为天线。 8.1.2. 天线的作用天线的作用是转换电磁波的型态：… … … … 发射天线将电路传输结构中的导引波转换成空间中的辐射波；接收天线将空间中的辐射波转换成电路传输结构中的导引波；接收和发射天线是互易的。导引波（Guided wave）：电磁波被局限在一般电路中，沿传输线往特定的方向前进，分析参数为电压和电流。 … 辐射波（Radiation wave）：电磁波可以往空间任意方向传播，分析参数为电场和磁场。 8.1.3. 天线工作机理第 2/ 39 页

导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关。如果两平行导线的距离很近，则两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，辐射很微弱。如果两导线张开，则由于两导线的电流方向相同，两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强。当导线的长度ｌ远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱。当导线的长度可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，能形成较强的辐射。通常将能产生显著辐射的直导线称为振子。

8.1.4. 天线分类基站天线：第 3/ 39 页

终端天线： 8.2. 天线主要性能指标 8.2.1. 工作频率和带宽 3dB 增益带宽：天线增益下降 3dB 时对应的频带宽度。驻波比带宽：在一定驻波比条件下，天线输入口的工作频带宽度。移动通信系统中，通常使用后一种定义，即基站天线的输入驻波比≤1.5 时，天线的工作带宽；手机天线驻波比≤2.5 时的工作带宽。 8.2.2. 驻波比第 4/ 39 页

当天线馈线和天线匹配时，高频能量全部被天线转化成辐射电磁波。其特点是，馈线上传输的是行波，即线上没有反射波、各处的电压幅度相等，馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。当天线馈线和天线不匹配时，馈线上传播的是行驻波。可用反射系数Γ 表示。也可用回波损耗（Return Loss）来表示天线与馈线的匹配状况。电压驻波比 VSWR、反射系数Γ、回波损耗 RL 的关系式如下：

Γ= 8.2.3. 阻抗VSWR ? 1 1+ Γ ? VSWR ? 1 ?， VSWR = ，RL = ?20 lg Γ =?20 lg?? VSWR + 1 1? Γ ? VSWR + 1 ?天线等效阻抗Z A = ( RL + Rr ) + jX A = R A + jX A 其中：第 5/ 39 页

RL —消耗电阻，由组成的材料的导电率决定 Rr—辐射电阻，用来等效被辐射出去的能量 RA—天线电阻 jXA—天线电抗天线的阻抗（ Z A = RA + jX A ）会随频率的不同而不同，一般希望在操作频率附近，天线的阻抗和输入电路的阻抗相互匹配，这样可以有最大的功率输入天线中。达到天线匹配的方式： a) 修改天线本身结构，包括几何结构，馈电点位置，构成材料等。这样修改的的好处是天线结构会比较简单，缺点是有时候匹配不容易做成。 b) 加入匹配网络：利用元件如电感，电容，电阻等；或者传输线变换结构等，来达到匹配的目的。这样的修改的好处是匹配容易达成，缺点是增加的天线结构的复杂度，不利于缩小化，并且匹配网络会消耗部分功率，同时也会让阻抗的频宽变窄。 8.2.4. 定向性（Directivity，D）度量天线把辐射功率（Pr）传向某一特定方向的能力。 D= U max U max 4πU max = = Pr U ave Pr 4π 其中： Umax—最大辐射强度第 6/ 39 页Uave—平均辐射强度 8.2.5. 匹配效率输入功率=反射功率+进入天线功率反射损耗（Return Loss，RL）RL ≡ 反射功率输入功率（无单位）?反射功率? RL = ?10 lg???输入功率?（单位：dB）和 S 参数相联系 8.2.6. 辐射效率（Radiation Efficicency，η r ）辐射功率和输入功率的比值，是度量天线能否有效将输入能量辐射出去的指标。ηr = 8.2.7. 增益（Gain，G） Pr Pin 比较定向性和增益的公式，在相同输入功率下，天线的最大辐射强度和理想点源天线的辐射强度比值。第 7/ 39 页

G= U max 4πU max = U in ( ave ) Pin G = ηr D 8.2.8. 辐射场型天线附近空间中的电磁场，可分为近场和远场近场特性：电抗性，电磁能量被存储在空间中，没有辐射出去；当天线的电流被切断时，这些能量会退回天线中。辐射场型是指天线的远场中辐射电场强度与接收者方向角度的关系第 8/ 39 页

8.2.9. 端口隔离度对于有两个极化输出端口的天线，在一端输入信号在另一端口泄漏信号的能力 8.2.10. 极化极化是指电磁波的电场矢量的方向轨迹。第 9/ 39 页分为线极化（垂直极化，水平极化，45 度极化），椭圆极化（圆极化是一种特例）。电磁波在空间传送时，其电场的方向若沿着一椭圆轨迹变化，则为椭圆极化（有长短轴），按旋转方向可分为右旋极化和左旋极化，圆极化是椭圆极化的一种特例（长短轴相等时）。 8.2.11. 手机天线的特殊指标（1） EIRP—Effective Isotropic Radiated Power 有效全向辐射功率（2） TRP—Total Radiated Power 总辐射功率（3） NHPRP—Near Horizontal Part Radiated Power 接近水平面辐射功率（这个就是第 10/ 39 页

平时说的发射功率）（4） EIS—Effective Isotropic Sensitive 有效全向灵敏度（5） TIS—Total Isotropic Sensitive 总全向灵敏度（6） NHPIS—Near Horizontal

Part Isotropic Sensitive 接近水平面全向灵敏度 8.3. 手机外置天线： 8.3.1. 杆状天线（Stubby antenna）长度一般是 1/4 波长，需要接地，具有良好的天线性能。如图所示，基本上分三种：螺旋天线 Coil Based Stubby Antenna 绕线杆状天线 Wound Wire Stubby antenna 第 11/ 39 页

软性线路板杆状天线 Flex Circuit Based Stubby Antenna 上述的天线形式基本上都可以通过螺旋天线变型得来，单一绕线螺旋天线的带宽不是很好，一般通过改变绕线的螺距和螺旋的外径来展宽。第 12/ 39 页

8.3.2. 拉杆天线 Retractable antenna 一般拉出后的长度是 1/2 波长，缩回去的长度是 1/4 波长。拉出后的状态也需要接地，外第 13/ 39 页

观尺寸很大，天线性能很好，特别是在拉出状态下。如图一般分为三种：顶端加载螺旋天线 Top Loaded Whip Antenna 低端加载螺旋天线：Bottom Loaded Whip Antenna 顶端和低端都加载螺旋天线 Top & Bottom Loaded Whip Antenna 第 14/ 39 页

拉杆天线本身的带宽不是很宽，需要通过顶部或者底部加载螺旋来展宽带宽。8.3.3. 偶极子天线 Dipole 长度一般是 1/2 波长，需要接地并且是平衡馈电，尺寸很大。具有很好的天线性能，1~2dBi 的平均增益。实际中很少使用。第 15/ 39 页

影响外置天线设计的因素接地（1）接地（2）天线盖帽机壳第 16/ 39 页

翻盖打开或者合上屏蔽 8.3.4. 外置天线优缺点缺点： … … … 不能集成到印制电路板或设备外壳上，增加了总尺寸易于折断和弯曲天线比吸收率（SAR 值）高，不易屏蔽，人体对天线的性能影响较大，考虑到人体效应，天线的效率约为10%，也就是说，当手机天线靠近人体使用时的整个效率会大大降低。 … … … … … 能量的损耗主要是由于人脑和手对电磁波的吸收，以及天线在人体附近所引起的失配。通常是采用测量天线在自由空间的回波损耗和在人体旁回波损耗的比值。天线在人体旁失配所引起的功率损耗确定为总功率损耗的 20% 在人体附近有近 80%总功率损耗是被人手和大脑所吸收掉所测得的自由空间方向图和由人体吸收之后的方向图有很大差异优点： … … 天线较容易设计，研发周期短。手机主板及上面元件对天线影响较小。 8.4. PIFA 内置天线 8.4.1. 倒 F 天线 PIFA 将安装在地平面上的四分之一波长天线变成 L 型，并在偏离安装接地点的某一点进行馈电。第 17/ 39 页

选择合适的馈电点就易于实现对馈线的阻抗匹配，频带宽度则随天线高度增加。一般应用中，采用平面辐射单元代替线形辐射单元，当平面单元的周边长度约为半波长时将产生宽带谐振特性，同时缩小了辐射单元尺寸。辐射体面积约 550～600mm2，与 PCB 主板 TOP 面的距离（高度）6～7mm。天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是 RF 地。天线的位置在手机顶部。主板上面的天线投影区域内有完整的铺地，同时不要在天线侧安排元器件，特别是马达、

SPEAKER、RECEIVER、FPC 排线、LDO 等较大金属结构的元件和低频驱动器件。因为上述部件对天线的电性性能有很大的负面影响。PIFA 天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括 SAR 指标，是内置天线首选方案。适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。线性单元平面单元各种PIFA 天线变型后的应用实例：（1） Single path 第 18/ 39 页

（2） Dual path （3） Loop/PIFA 第 19/ 39 页

（4） Tri path （5） Parasitic inside （6） Parasitic outside 第 20/ 39 页

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8.4.2. 常见的几种 PIFA 架构形式 A 型：软性线路板辐射体通过热熔柱粘合在塑料支架上，并和镀金的冲压馈电片咬合在一起。优点：线路板辐射体设计灵活，可以很快的作出原型。缺点：金属馈电片需要机加工，成本适中，但是和 PCB 相连不很牢固。 B 型：软性线路板辐射体通过热熔柱粘合在塑料支架上，和镀金的 pogo-pin 咬合接触。优点：线路板辐射体设计灵活，可以很快的得到原型，并且装配简单和 PCB 链接牢固。第 22/ 39 页

缺点：用于链接的 pogo-pin 需要机加工，如果需要很大的改变那么周期会比较长，成本高，而且必须电子检测确定 pogo pin 的完整。 C 型：金属触片和辐射体都通过热熔柱和塑料支架连接，属于内部接触。辐射体用磷青铜制作并镀镍，并在接触点区域周围选择性的镀金。优点：完整的解决方案，便宜。缺点：一旦大规模冲压工具投入使用相关的灵活性就很低了，潜在的机加工成本很高。当第 23/ 39 页

从 2D 到 3D 图形的转换的时候，设计的自由度受到了限制，大规模机加工周期很长，一般需要 4 到 6 周的时间。 D 型： PCB 板辐射体通过热熔柱粘合在塑料支架上，和镀金的 pogo-pin 咬合接触。辐射体采用 FR4 作基板铜箔刻画出辐射体。优点：辐射体的设计较灵活，可以很快得到原型，和 PCB 连接牢固。缺点：pogo-pin 接触需要机加工，如果需要大改变则需要很长的周期，并且 FR4 可能在高频处会减少天线的效率。 8.4.3. 设计实例第 24/ 39 页

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8.5. Monopole 内置天线辐射体面积 300～350mm2，与 PCB 主板 TOP 面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与 PCB 的相对距离应大于 2mm 以上。天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。天线的位置在手机顶部或底部。MONOPOLE 单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。缺点是 SAR 稍高。不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。主板上面的天线投影区域不能有铺地，或无 PCB，同时也不要安排马达、 SPEAKER、RECEIVER 等较大金属结构的元件。由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚

至无法实现。天线的馈电点的位置与 PIFA 方式有区别。一般建议设计在天线的四个角上。天线实例：第 27/ 39 页

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特殊结构天线设计在手机顶部或底部立面（厚度）上，用金属丝成型，如 MOTO 的 V3、 V8 超薄系列，他们为天线设计的金属空白区域很大，实际上这是属于天线的一部分。国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。这种形式环境设计和天线设计均有难度，需慎重选择。另一种是称为“假内置”的形式，相当于将外置天线移到机内，体积很小，用 PCB 或陶瓷材料制成。这种天线带宽、辐射性能较差、成本高，不建议采用。第 29/ 39 页

8.6. 比较 PIFA 和 Monopole 天线适用的机型结构有效面积 mm2 PIFA 600 单极350 折叠机 PIFA 适用单极不适用距主板 mm 7 4 天线投影下方有地无地天线馈源天线体积 2 大 1 小超薄直板机不适用适用电性能很好好 SAR 低稍高滑盖机旋盖机直板机超薄折叠机适用适用适用不适用不适用不适用适用适用定制 1.2 手机天线指标测试具体测试步骤方法见附件 CTIA 中文版－正文部份. 8.7. 手机其他部件对天线的影响及其设计规则 8.7.1. 主板 a. 布线在关联 RF 的布线时要注意转弯处运用 45 度角走线或圆弧处理，做好铺地隔离和走线的特性阻抗仿真。同时 RF 地要合理设计，RF 信号走线的参考地平面要找对（六层板目前的大部份以第三层做完整的地参考面），并保证 RF 信号走线时信号回流路径最短，并且 RF 信号线与地之间的相应层没有其它走线影响它（主要是方便 PCB 布线的微带线阻抗的计算和仿真）。PCB 板和地的边缘要打“地墙”。从 RF 模块引出的天线馈源微带线，为防止走线阻抗难以控制，减少损耗，不要布在 PCB 的中间层，设计在 TOP 面为宜，其参考层应该是完整地参考面。并且在与屏蔽盒交叉处屏蔽盒要做开槽避让设计，以防短路和旁路耦合。天线 RF 馈电焊盘应采用圆角矩形盘，通常尺寸为 3×4mm，焊盘含周边≥0.8mm 的面积下 PCB 所有层面不布铜。双馈点时 RF 与地焊盘的中心距应在 4～5mm 之间。 b. 布板 RF 模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，屏蔽盒尽量规整一体，同时少开散热孔。最忌讳长条形状孔槽。含金属结构的元件，如喇叭、马达、摄像头基板等金属要尽量接地。对于折叠和滑盖机，应避免设计长度较长的 FPC（FPC 走线的时钟信号及其倍频容易成为带内杂散干扰），最好两面加接地屏蔽层。 c. 常见问题对于传导接收灵敏已经满足要求（或非常优秀）但整机接收灵敏度差的情况，特别是 PIFA 天线，其辐射体的面积和形式还是对辐射接收灵敏度有一定的影响，可以在天线方面做改进。第 30/ 39 页

整机杂散问题原因在于天线的空间辐射被主板的金属元件（包括机壳上天线附近的金属成分装饰件）耦合吸收后产生一定量的二次辐射，频率与金属件的尺寸关联。因此要求此类元件有良好的接地，消除或降低二次辐射。整机杂散问题还与天线与 RF 模块之间的谐振匹配电路有关，如果谐振匹配电路的稳定性不好，很

容易激发产生高次谐波的干扰。 8.7.2. 机壳的设计由于手机内置天线对其附近的介质比较敏感，因此，外壳的设计和天线性能有密切关系。外壳的表面喷涂材料不能含有金属成分，壳体靠近天线的周围不要设计任何金属装饰件或电镀件。若有需要，应采用非金属工艺实现。机壳内侧的导电喷涂，应止于距天线 20mm 处。对于纯金属的电池后盖，应距天线 20mm 以上。如采用单极（monopole）天线，面板禁用金属类壳体及环状金属装饰。电池（含电连接座）与天线的距离应设计在 5mm 以上。 a,要尽早确定天线形式，是 PIFA 天线，还是 monopole 天线，螺旋天线，外置还是内置天线等。能尽量留多点空间给天线的就尽量多，面积越小的小天线效率越低，相应的带宽也会窄一些，如果追求高效率较宽的带宽的话，一定要多给天线一点空间。天线是你怎么对它它就怎么对你，你给不给它留空间，它就不给你留空间，不给你留面子的。 b,尽量将天线的位置放在远离噪声源的地方，比如 LDO 侧，电池座边，摄像头边，LCD 或摄像头接插件边等。能不把这些器件放在靠近天线的位置就尽量不要放，就是要放也要离开一定的距离，而且要用地隔离，但隔离还是有限，一般离天线 10mm 左右的摄像头 FPC 会影响接收灵敏度 1dB 以上，影响 TRP 0.5dB 以上；而离天线 10mm 左右的 LDO 也会影响接收灵敏度 1dB 以上，影响 TRP 0.5dB 以上，有时甚至更多；speaker 在天线附近和不在附近也会影响接收灵敏度 1dB 以上，如果是单极天线，不是净空的话，天线性能会很差，曾经遇到过离天线架 3mm 的地方的地对天线接收灵敏度的影响超过 2dB 的。 c,从 RF connector 到天线馈点的布线，很多容易忽略这一点。天线馈点离地我建议最少要 6 mm 以上，当然更宽一点更好。而从 RF connector 到天线馈点的信号线要包地处理，信号线离地边缘最少要２倍线宽，这样可以减小信号耦合和地上的串扰信号干扰；另外一点，就是这中间的匹配电路，一般人都是用一个ＰＩ型电路进行匹配，或是一般用４个器件的，就是双Ｌ型，这样调试天线会快一些，因为对双频天线来说，很难用一个ＰＩ型能做到两个频段的谐振都很好。多留一点调试余量，和节省一个电容之间的区别，需要自己权衡。 8.7.3. 内置天线设计技巧、注意事项以及规则设计技巧第 31/ 39 页（1）天线下方不带屏蔽罩结构一些小元件例如：电感，电容，RF 测试接头要尽可能放在天线的下方。所有和基带相连的元件都需要进行屏蔽，在天线下方的元件高度必须小于 1.5mm，如果重要电路或者元件在天线下面引起 EMC 或者ESD 之类问题也需要用屏蔽保护，天线下面的地最好设计成一个整体来代替小型的屏蔽罩。（2）天线下方带屏蔽罩结构因为处于天线下方的屏蔽被当作延伸的地，所以天线和屏蔽之间的距离也要保持 6.5~7.5mm 如果在屏蔽上有小孔的话，那么这些孔的直径必须小于λ/50。（3）馈电点和接地点的选择 a1 和 a2 是馈电点和接地点的最佳位置，第二选择才是 b1 和 b2，千万不要将馈电点和接地点放在天线的任意一个边缘的中点处。馈电点和接地点的间距不能太长，否则会影响到驻波和驻波带宽。第 32/ 39 页

（4）天线下方不带屏蔽罩结构一些小元件例如：电感，电容，RF 测试接头要尽可能放在天线的下方。所有和基带相连的元件都需要进行屏蔽，在天线下方的元件高度必须小于 1.5mm，如果重要电路或者元件在天线下面引起 EMC 或者ESD 之类问题也需要用屏蔽保护，天线下面的地最好设计成一个整体来代替小型的屏蔽罩。（5）天线下方带屏蔽罩结构因为处于天线下方的屏蔽被当作延伸的地，所以天线和屏蔽之间的距离也要保持 6.5~7.5mm 如果在屏蔽上有小孔的话，那么这些孔的直径必须小于λ/50。注意事项 1：天线空间一般要求预留空间：W ，L，H 其中 W（15-25mm）L(35-45mm),H(6-8mm) 其中 H 和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L 决定天线最低频率。双频（GSM/DCS）：

600mm2×6～8mm ；第 33/ 39 页

三频（GSM/DCS/PCS）：700mm2×7～8mm ；满足以上需求则 GSM 频段一般可能达－1～0dBi， DCS/PCS 则 0～1dBi。且高度越高越好，带宽性能得到保证。 2：内置天线周围七毫米内正下方不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。有时候有摄相头出现，这时候应该把天线这块挖空，尽量做好摄相头 FPC 的屏蔽（镀银糨）否则会影响到接收灵敏度。 3：内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。 4：手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。 5：内置天线正上、下方不能有与 FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。 6：内置天线与手机电池的间距应在 5mm 以上。 7：手机 PCB 的长度对 PIFA 天线的性能有重要的影响，目前直板机天线长度 75-

105mm 之间这个水平。 8：馈点的焊盘应该不小于 2mm*3mm;馈点应该靠边缘。 9. 天线区域可适当开些定位孔！ 10 在目前的有些超薄的滑盖机中，由于天线高度不够，可以通过挖空 PIFA 天线下方主板的地，然后在其背面在加一个金属的片，起到一个参考地的作用，达到满足设计带宽的要求。 MONOPOLAR (假天线)天线体积稍小、性能较差，一般不建议采用。具体要求如下： 1.内置天线周围七毫米内不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。2.天线的宽度应该不小于 15m； 3.内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。 4.手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。 5.内置天线正上、下方不能有与 FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。6.内置天线与手机电池的间距应在 5mm 以上。 7：Monopole 必须悬空，平面结构下不能有PCB 的 Ground，一般内置天线必须必须离主板 3mm（水平方向）,在天线正下放到地的高度必须保证在 5mm（垂直方向）以上，可以把主板天线区域的地挖空，目前在超薄的直板机上基本上是满足这个要求。 8：由于 MONOPOLES 天线没有参考地，SAR 一般比 PIFA 天线大，这是测试的难点，但是效率比 PIFA 天线高。几项规则第 34/ 39 页

[规则 1] 在设计任何种类的移动电话内置天线时，为获得尽可能好的性能，和天线制造商应在最初阶段以来开始设计天线是很重要的，这对内置天线厂家来说尤其重要。 [规则 2] 使用尽可能大的空间：对天线性能来说，尺寸越大越好。GSM 三频天线推荐的尺寸是 20×40×8mm（PIFA，PCB 单侧），或 14×40mm （Monopole，PCB 双侧）。对 PIFA 天线，辐射体和地面的高度是带宽的主要决定因素，推荐为 8mm，最低不得小于 6.5mm。 [规则 3] PCB 长度对天线增益有显著的影响，推荐双频 PCB 长度不得小于 80mm。当 PCB 长度小于 80mm 时，增益显著恶化。如做多频段设计，PCB 长度应适当加长。 [规则 4] 天线应远离以下金属物体，保持 6mm 以上间距，并要求以下物体有良好的接地： LCD、摄像头、液晶屏、按键等的弯曲电缆、连接振荡器或扬声器的导线、含金属的螺丝或螺母。 [规则 5] 馈点和短接电路点接近接地片（手机 PCB 板）的边缘，对弹片接触来说，弯折点和 PCB 焊点的距离应为 4－5mm [规则 6] 不要屏蔽焊点，尽可能减少 EMC 遮护板 [规则 7] 发射片的边缘尽可能靠近接地片边缘，甚至可以超出接地片边缘。 [规则 8] 手机所有金属必须正确接地，避免能量损失和附加不辐射谐振，关注射频屏蔽罩。 [规则 9] 发射片和接地片之间的空间尽可能多地填充空气，支撑物应尽可能少。 [规则 10] 天线放置的位置 [规则 11] 推荐天线形状为天线结构附近尽量减少其他物体，保持天线为一金属片状结构，尽量避免减小天线宽度。 [规则 12] 推荐焊盘大小 2×3mm，间距 2mm。（PCB） [规则 13] 连接天线馈电点的传输线尽量采用共面波导结构（CPW）。（结构和 PCB）[规则 14] 天线下方尽量减少元件，特别是较高的元件。天线下放置元件的面积最多不超过 30％，最高元器件与天线的间距最少要确保为 2mm。（结构） [规则15] 不能在天线正下方放置匹配焊盘，匹配元器件应在天线馈电点附近。（PCB） [规则 16] 天线与电池的最小距离为 10mm。（结构） [规则 17] 天线不应被耦合到屏蔽罩，所有接地屏蔽应与天线有 6mm 间隔。（结构） [规则 18] Hinge 的 Flex Film Cable 应与天线保持 6mm 距离。（结构） [规则 19] 天线塑料盖内侧和后侧使用最少的金属喷涂。（EMC） [规则 20] 避开有争议的 PCB 板宽，在有 DCS 工作的情况下，PCB 宽度推荐设计为 35mm 第 35/ 39 页

或 45mm，不要设计在 40mm，以避免形成 DCS 交叉极化 8.8. 天线测量条件和测量参数 8.8.1. 天线测量的近场和远场条件近场：天线收发间距的距离≤ 2D2 λ 近场特性：近场由辐射场和束缚场组成，电抗性，电磁能量被存储在空间中，没有辐射出去；当天线的电流被切断时，这些能量会退回天线中。远场：天线收发间距的距离> 2D2 λ 远场特性：远场由辐射场组成，电阻性，电磁能量往外辐射出去，即使天线的电流被切断后也一样会辐射出去，无线通信中利用的就是远场的电磁波。 8.8.2. 天线测试场地（1）反射测试场（2）自由空间测试场 a) 架高测试场 b) 倾斜测试场 c) 微波暗室（3）紧缩场测试（4）近场测量 8.8.3. 测量参

数（8.2 所示） 8.9. 天线方向图测量方法（1）固定天线法：被测天线 A 固定不动，标准天线 B 按某空间角度规律旋转，测量 A 在空间不同角度的场强分布，得到被测天线 A 的方向图。（2）旋转天线法：这是一种最基本也是最常用的方向图测量方法。测量时，辅助天线不动，被测天线（通常作为接收天线）安放在转台上，旋转被测天线，便可得被测天线的空间方向图。 8.10.天线增益测量方法第 36/ 39 页

（1）比较法：测量被测天线 Gx 与标准天线 Gs（增益已知）在接收电平相同时的差值Δ G，导出被测天线的增益。G x = G s + ΔG （2）两相同天线法：?4πr ? P2 r G1G 2 = ??? λ ? P1in 2 P1in , P2 r ：为 P1 的输入功率和 P2 的接收功率。（3）镜像法？（4）三天线法?4πr ? P2 r G1G 2 = ??? λ ? P1in ? 4πr ? P3r G2G3 = ?? λ ?? P2 in ? 4πr ? P1r G3G1 = ?? λ ?? P3in 求解上述方程组，得2 2 2 G1 = G2 = G3 = 4πr λ 4πr P1r P2 in P2 r P3in P3r P1in P3r P3in P2 r P2 in P1r P1in P1r P1in P3r P3in P2 r P2 in 第 37/ 39 页λ 4πr λ

8.11.天线极化参数测量第 38/ 39 页