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【万博手机版max网页版】阻抗匹配技术和孔径调谐技术的对比

本文摘要:全球LTE智能手机的出货量、网络配备以及频谱分配如今快速增长快速增长,而3GPP电信标准的组织也已是LTE标准分配多达40个频段。随着用户数和通信量的负荷持续减轻,诸如ATT(美)和Verizon(美)的主要电信商开始使用LTE-Advanced载波单体(CarrierAggregation)技术以提高网络的速度和容量。3GPP现今已确定愈多60种频带人组,其中还包括频带内和频带间单体。 正因如此,智能手机必须优化技术以适应环境持续减少的频谱分配方案和载波单体的可能性。

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全球LTE智能手机的出货量、网络配备以及频谱分配如今快速增长快速增长,而3GPP电信标准的组织也已是LTE标准分配多达40个频段。随着用户数和通信量的负荷持续减轻,诸如ATT(美)和Verizon(美)的主要电信商开始使用LTE-Advanced载波单体(CarrierAggregation)技术以提高网络的速度和容量。3GPP现今已确定愈多60种频带人组,其中还包括频带内和频带间单体。

  正因如此,智能手机必须优化技术以适应环境持续减少的频谱分配方案和载波单体的可能性。对手机内的LTE射频而言,这意味著射频必需需要“徵”这些频带当中的任何一个,而这更进一步拒绝该天线必须在所有频带上维持高效率展现出。  但是说道得更容易做到得无以,天线效率的设计相比之下伤心原作拒绝。

在手机生产史的早期,天线是信号射频系统设计师最后考虑到的问题。早期手机体积大,数据亲率较低,再加全球只有4个频带。这些因素保证早期手机的高信号性能展现出不成问题。

而快进到2015年,随着而大屏幕和大电池则沦为主流,手机早已演变为仪器的智能手机。原设备制造商渐渐使用多种天线回声技术以保证LTE在多频带上的信号展现出。  LTE射频最关键的是射频前端(RFFE),还包括天线及仿真数据处理。RFFE中的功率放大器,滤波器以及电源转化成器经设计需要在50欧—天线馈端(天线和RFFE连接处)的目标电阻—以最低效率运作。

  天线酒食端的天线电阻各不相同天线的类型。而移动设备生产中应用于最普遍的是双波段PIFA天线。在谐振频率中,天线的馈电点电阻为显电阻(PIFA天线约90Omega;,偶极子天线大约72Omega;,而单极子天线大约36Omega;)。

为了最大限度地提升辐射效率,利用非常简单的相同给定电路能将天线的阻抗匹配为50Omega;,借以提升输出天线功率的电磁辐射。  业界如今有两种截然不同的天线回声方法:  可调式阻抗匹配回声TunableImpedanceMatching(TIM)  天线孔径回声AntennaApertureTuning(AAT)  利用固定式阻抗匹配的方法拒绝在天线和接收机/发射机之间植入星型给定网络。

随着频率改变,天线的电阻随之转变,天线的电阻必须调节返RFFE拒绝的50Omega;。这就必须一个闭环系统监测入射光和光线功率或测量天线电阻的实部和虚部。基于这些测量,给定网络的回声元件不会被调整,继而构成新的天线馈电点电阻以优化功率传送。

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  至于天线孔径回声技术,一个低Q值可变电容被摆放在电磁辐射元件的一个必要的方位。随着频率的变化的可变电容的阻抗不会被动态调整,使得天线谐振频率与工作频率相匹配。给定谐振频率与工作频率不利于使天线的馈电点电阻在整个工作范围维持比较平稳,同时一个非常简单的相同网络将该阻抗匹配到的馈电点目标电阻50Omega;,从而保证了回声天线和RFFE之间线性规划的功率传输。

  为了更佳地解读的一个典型的PIFA天线的构建方法,作者将刻画其电阻的实部和虚部,以及说明它们是如何随着频率变化而转变。   图3表明的PIFA天线频率被调节到920Mhz(频带B8),此时电抗尽量相似0Omega;而电容尽量大,大约90Omega;。低电阻和较低电感外用的人组必要造成较好的辐射效率—天线回声的拟合状态。

然而,如果图3中的PIFA天线在860MHz(频带B5)运作,可以找到电抗贞着减小至将近60Omega;。这天线组件的电感效应黑市而不电磁辐射能量,从而减少了天线的运作效率。

此外,该天线在频带B5运作时相当严重不给定,减少了从馈线至低效率天线的功率传送。  下文说明两种天线回声方案是如何优化PIFA天线的展现出的:  天线孔径回声方案起到于转变可变电容的阻抗,将天线的谐振频率与的工作频率相匹配。

谐振频率的调整最大限度地减少天线的电阻(相似0Omega;),并最大化其电阻(相似90Omega;)。这使天线能在频谱任何一处维持最佳展现出,如图3中虚线曲线右图。此外,具备大于0.3dB插入损耗的超低损耗射频微电机系统(RFMEMS)星型电容器现可用作天线孔径回声技术,更进一步流露出利用天线的电磁辐射,最小化功率损耗(被黑市在RFFE内)。

  固定式阻抗匹配方案则测量天线的电阻并调节馈线以给定适当电阻,介此优化从50Omega;RFFE到天线呈现出的星型阻抗的功率转化成。然而,阻抗匹配并不能避免天线的电抗特性,这特性使得天线黑市储电磁辐射而无法充分利用它。

此外,星型阻抗匹配网络中常用于的基于SOI或BST的元件不会造成欧姆损耗并产生极大的(1dB)插入损耗,这更进一步容许固定式阻抗匹配的功率传输优化。  这篇文章分析了如今最少见的两种“天线回声”技术。由此找到,孔径回声技术比起下展现出了双重优势:保持天线的谐振能力的同时实时避免馈电点不给定。

这性能可信,低展现出,以及低损耗的射频微机电“调谐器”为射频工程师和天线设计师获取高效天线和低成本RFFE,以生产一流的智能手机射频设备。


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