智能手机天线电感器选择

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  近年的无线电终端装配了多个无线电通信系统，以智能手机为代表的多功能化不断发展。由于各种无线电通信系统所使用的频段都不相同，因此必须分别准备天线。为了在手机终端内的有限空间装配多个天线，要求天线实现小型化。天线是根据所使用的频率波长设计的，因此，频率越低波长就越长，天线也就越大。

    尤其是MDTV (ISDB-T/CMMB/DVB-H) 用天线，因为使用UHF频段 (470-800MHz) ，所以天线很难实现小型化。可以通过用电感器调整谐振频率的方法实现小型化，但是需要选定考虑到天线特性恶化的零件。此外，已开始使用的LTE也要求天线能够涵盖700MHz频段和多个波频带。尤为引人注目的一项技术是切换方式，即用开关等切换1个天线单元，从而改变频率。该切换方式有时也采用集中常数 (电感器、电容器) ，与开关一起调整频率。


     下面 以MDTV用变频芯片电介质天线的电感器选定示例。变频芯片电介质天线改变天线的谐振频率，涵盖了超过相对带宽50%的470-800MHz频段。采用变容二极管来改变频率，按频道切换频率。由于本天线实现了小型化，因此可以采用LQW系列，内置于手机终端内。

图1: Appearance of Antenna

图2: Return Loss Curve

用于天线的电感器的选定方法


以调整频率为目的在天线上使用电感器时，为了避免使天线的辐射特性恶化，必须选定可以提高Q值、降低插入损失的电感器。此外，为了减少谐振频率的标准离差，电感器的偏差越小越好。除此之外，具备丰富的常数值种类也是一个选定因素。天线容易受外围环境的影响，每次改变终端内部规格都必须仔细调整频率。


下一项就电容器的Q值对天线特性的影响和偏差引起的频率标准离差，介绍应用到变频芯片电介质天线上的事例。




各种电感器的天线的辐射特性


图3、4表示SimSurfing中登载的各种电感器的Q值和R的频率特性。图3、4例举了10nH的电感器的结果。可见，与LQG系列相比，LQW系列是Q值特性较高、插入损失较低的电感器。

图3: Q characteristics for 10nH

图4: R characteristics for 10nH

图5表示改变了变频芯片电介质天线的电感器种类时的天线的辐射效率。由于变频芯片电介质天线采用了多个电感器，因此将产生大约1dB的效率差。应用LQW系列可以最大限度地抑制辐射效率的恶化。使用的电感值越大，电感器的ESR (等效串联电阻: Equivalent Series Resistance) 就越增加，因此也必须慎重地选定电感器的种类。

*改变了多个电感器种类的结果。

图5: Antenna Radiation Efficiency