4需要了解的就是天线调谐在4G / 5G智能手机

天线效率在智能手机整体射频性能中起着关键作用。然而，智能手机工业设计的当前趋势和RF要求——特别是即将向5G的过渡——意味着智能手机必须在更小的空间内安装更多的天线，并且/或增加现有天线的带宽。

总之，天线调谐比以往任何时候都更加重要。在这篇博客中，我们介绍了四个关键要素，以了解关于4G和5G移动设备天线调谐。

背景：为什么天线调谐需要的？

现代移动电话的射频前端(RFFE)的设计已变得越来越复杂，因为手机需要的频带、功能和模式越来越多。使用载波聚合(CA)、4x4 MIMO、Wi-Fi MIMO和新的宽带5G频带，需要更多的天线来提供更高的数据速率，将智能手机的天线数量从4-6个增加到8个或更多。同时，可用于移动系统天线的空间缩小，降低了天线的效率。

＃1：什么是最好的方法 - 阻抗或光圈调整？

天线的辐射模式和效率取决于它的大小、形状、外壳、与金属的接近程度以及它的地平面的形状和大小。未调谐天线的效率低于调谐天线;相比之下，调谐天线的更高效率意味着它有更多的辐射功率和增加的范围。

智能电话可以使用两种方法来天线调谐 - 阻抗调谐和光圈调谐 - 这在下面的图所示。

• 光圈调优优化从天线端子的自由空间中的总天线效率，并且它可以优化跨越多个频带的天线效率。孔径调谐可以通过3分贝或甚至更多取决于应用使两个发射天线上效率有很大的影响和接收通信，提高了总的辐射功率（TRP）和总全向灵敏度（TIS）。
• 阻抗调谐最大化RF前端和天线之间的功率传输，并且增加了由天线和天线前端之间最小化失配损耗的TRP和TIS。阻抗调谐也有助于弥补环境的影响，如在智能手机上的人的手的位置。

今天，光圈调整是在手机中使用的主要方法，以克服降低的天线面积和效率。中档和较高端的智能手机使用光圈和阻抗调谐的组合，以支持频带的不断扩大范围 - 尤其是对5G。

＃2：如何选择合适的调谐元件

在开关和辐射元件之间添加电容器或感应器等调谐元件，有助于进一步调整谐振频率，以支持LTE和5G频段。下图显示了当开关关闭时，当开关打开时，以及当电感器或电容插入电路时，天线的谐振频率。

选择光圈调节开关，电容器和电感器具有最佳性能是很重要的。一些准则包括以下内容：

#3: RON, COFF和消除不必要的共振

孔径调谐开关的两个关键特性显著影响天线效率:on电阻(RON)和off电容(COFF)。光圈开关在关(COFF)状态是电容性的，在通(RON)状态是电阻性的。如果电感连接到射频端口进行调谐，那么COFF和电感的组合将导致不必要的谐振。换句话说，当开关处于关断状态时，谐振机制是注定存在的。为了抑制这种共振，调谐开关有一个内部开关，以分流到地。

下图显示了连接的天线和调谐元件之间，以将天线调谐到不同的频带的SP4T调谐器开关。天线被连接到通过端口RF3调谐电容器，而其它三个端口被关闭。天线和RF3口之间的导通状态电阻置换为RON，和在天线和RF1，RF2和RF4端口之间的寄生断开状态电容，使用COFF仿真。该接地路径功能有助于消除由从关断开关端口产生的电容共振。在下面的图片，右下角，黑线显示的共鸣，而橙色线显示无共振现象。

降低RON可以将天线的电感和电容调谐效率提高几个dB，对手机的整体RF性能有很大影响。低COFF同样重要。然而，RON和COFF有不同的影响取决于天线调谐器的位置和电压分布。了解更多关于罗恩和考夫在我们的免费e - guide，如何实现光圈调优:4G/5G智能手机的最佳实践。

＃4：光圈调整和载波聚合

CA将两个或更多个LTE运营商，往往在不同的频段，以提供更高的带宽和更高的数据速率。由于在手机天线限于总数，这往往意味着单个天线必须在两个频带同时通信。

使用光圈调节开关可以帮助满足智能手机要求CA：

• 光圈调整用于支持频段39和乐队41，也就是通常在中国使用的CA组合。
• 在每个频率的峰值电压附近放置一个开关，可以在对另一个频带影响最小的情况下高效地调谐每个频带。
• 放置一个调谐开关附近的共振频率的峰值电压具有在该频率上的最大调谐效应。