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智能手机天线调谐
2022-07-21 18:55:00 【LinkEverything】
智能手机现在支持的频段越来越多，2G/3G/4G/5G加起来几十个频段。比较典型的是 2G BC0/B2/B3/B5/B8，3G BC0/B1/B2/B5/B8，4G B1/B2/B3/B4/B5/B7/B8/B34/B38/B39/B40/B41，5G n1/n3/n5/n8/n28A/n41/n78/n79。除了频段多之外，智能手机所支持的功能越来越多，特别是跟天线强相关的功能，比如载波聚合，MIMO。同时，智能手机由于外观和结构的限制，给天线所留的空间变小。这些因素叠加起来，对智能手机的天线设计提出了更大的挑战。
为了能够提升天线的效率从而达到更好的性能(包括TRP和TIS)，智能手机的天线调谐必不可少。天线调谐的方式主要有两种，孔径调谐(Aperture Tuning)和阻抗调谐(Impedance Tuning)。孔径调谐主要提升天线的效率，阻抗调谐主要降低阻抗不匹配带来的损耗。当前智能手机主要采用孔径调谐法，其中中高档智能手机使用孔径和阻抗调谐组合方法，这样可以获得更好的性能。
上图是孔径调谐与阻抗调谐的差异示意图，从中可以看到两种方式的差别在于调谐器件所放的位置不同。
对于孔径调谐而言，从Qovro的数据可以看到，当调节调谐器的不同电感或者电容值的时候，天线的效率会不一样。同时如果将调谐器放的位置不一样，比如下图所示的位置A和位置B，它们距离馈点的位置不同，也会得到不一样的天线效率。
对于阻抗调谐而言，从Qovro B5的性能数据可以看到，如果出现阻抗不匹配，B5会有较大loss。根据具体频率的不同，loss从0.9dB到2.9dB不等。如果增加阻抗调谐之后，loss会明显降低。
参考文献：
- 关于 4G/5G 智能手机天线调谐的 4 点须知 - Qorvo
- Qovro，《QUICK GUIDE: Aperture Tuning》
- Qovro，《WHITE PAPER: Applying Impedance Tuning to Maximize Antenna Performance in 5G Phones》
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