電子產品研制總結報告

時間：2024-09-04 05:13:15 報告

電子產品研制總結報告

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電子產品研制總結報告

　　篇一：電子產品研制總結報告

　　一、項目說明

　　項目背景：公司在海外市場特別是印度有內置FM天線的需求，客戶希望能夠不插耳機收聽FM。同時國內也有其他公司正在嘗試做內置FM天線。本項目目的是為公司尋求一種FM內置天線的可行方案。

　　二、項目進展情況

　　我國FM使用頻段是87.5 MHz－108MHz（US/Europe）,波長3.4m-2.8m，使用耳機做天線推薦長度為1.5m。FM內置天線主要考慮方案有：陶瓷介質，在主板上面走蛇形線，有用排線，FPC，沖壓金屬片、外加小板等。下面分別介紹：

　　1 主板上蛇形走線方案

　　在主板上蛇形走線，因為容易被高速的信號干擾，效果不好。如下圖，一家做FM芯片廠做的演示的板：

　　圖1 Loop ANT 方案

　　圖1中U1為RDA5800C芯片，A1為PCB繞線天線（PCB Loop Antenna），J1為耳塞插孔，做到手機上實際效果不好。圖2為他們做的蛇形走線。廠家推薦用排線的效果會比較好，這樣干擾小些，而且需要的PCB空間小。

　　圖2 PCB小天線蛇形方案

　　2 軟排線方案

　　圖3中U1為RDA5800C芯片，FPC ANT為排線天線，J1為耳塞插孔。由于軟排線可折疊，所以僅需在PCB上提供鏈接的焊盤，可以大大節約PCB面積。排線天線如圖四所示。這種方法我們之前沒有考慮，目前沒有數據支持。后面可以補充。

　　圖3 排線天線PCB方案

　　3 沖壓金屬片

　　我們在商務部的一個手機上看到采用金屬片做的FM天線，矢網上測試諧振點很好，實際測試時發現沒辦法搜臺。分析發現他們的諧振是加了諧振網絡產生的，能量都被匹配網絡消耗了，基本上沒有實質性的作用。我們沒有單獨做沖壓金屬片的實驗，借用這太手機分析在長度不夠的情況下諧振點頻率很高，不能搜臺。

　　4 FPC方式

　　用FPC的我們也測試過一家，在87.5 Mhz－108Mhz內沒有諧振，尺寸也比較大，放在手機側面，實測效果比較差。

　　MTK也有推薦他們自己的FM內置天線方案，目前沒有樣品測試，其中有一些注意事項（見附件）供參考。

　　5 外加PCB小板方式

　　我們目前實驗采用的這種方法。用一塊單獨的PCB小板做天線，通過導線連接到手機FM天線饋點上。小板尺寸為24×10，35×10，35×7三種尺寸。線寬和線間距有（12mil，8mil）,(6mil,4mil)等，總共做了13塊小的板子（具體見附錄PCB圖）。用矢網做無源測試發現諧振點都在300 MHz以上（天線和板子底距離3mm～4mm），帶寬95MHZ左右，分別為：

　　實際測試時搜不到臺，調試發現在頂端串聯150P的電容和1.6K的電阻到地搜臺情況有所改善。矢網測試如下圖：

　　串聯150P的電容和1.6K的電阻到地

　　小板信號比較弱，自動搜臺效果比較差，需要降低閾值。同時對FM本身的要求很高。將兩塊小板兩個串起來，雖然線長加起來有兩米，但是諧振點在200多MHz（如下圖），不在FM頻段諧振范圍內。分析可能是因為線走的太密了所以實際效果不好。

　　兩個35101208H串聯

　　嘗試在363按鍵板尺寸大小的空間做FM天線仿真，沒有找到可以在FM頻段諧振的方案。

　　篇二：電子產品研制總結報告

　　淺談微帶天線微帶天線，是由導體薄片粘貼在背面有導體接地板的介質基片上而形成的天線。通常利用微帶傳輸線或同軸探針來饋電，使導體貼片與接地板之間激勵高頻電磁場，并通過貼片四周與接地板之間的縫隙向外輻射。金屬貼片通常是形狀規則的薄片，形狀有矩形、圓形或橢圓形等；也可以是窄長條形的薄片振子（偶極子）或由這些單元構成的陣列結構。這三種形式分別稱為微帶貼片天線、微帶振子天線和微帶陣列天線。

　　微帶貼片天線，通常介質基片厚度h遠小于工作波長λ，羅遠祉等人提出的空腔模型理論是分析這類天線的一種基本理論。帖片與接地板之間的空間猶如一個上下為電壁、四周為磁壁的空腔諧振器。對常用的工作模式，長度L約為半個波長,其電場E沿長度方向(x軸)的駐波沒有橫向(y軸)的變化。天線的輻射主要由沿橫向的兩條縫隙產生，每條縫隙對外的輻射等效于一個沿-y 軸的磁流元(Jm＝-n×E，n為縫隙外法線單位矢量)。由于這兩個磁流元方向相同，合成輻射場在垂直貼片方向（z軸）最大,隨偏離此方向的角度增大而減小，形成一個單向方向圖。天線輸入阻抗靠改變饋電位置加以調節。阻抗頻率特性與簡單并聯諧振電路相似,品質因數Q較高,故阻抗頻帶窄，通常約為1％～5％。可用適當增加基片厚度等方法來展寬頻帶。接地板上的介質層會使電磁場束縛在導體表面附近傳播而不向空間輻射，這種波稱為表面波。故增加基片厚度時須避免出現明顯的表面波傳播。

　　微帶振子天線，當介質基片厚度遠小于工作波長或微帶振子長度為諧振長度時，振子上的電流近于正弦分布。因此，它具有與圓柱振子相似的輻射特性，只是它在介質層中還有表面波傳播，使效率降低。

　　微帶陣列天線，利用若干微帶貼片或微帶振子可構成具有固定波束和掃描波束的微帶陣列。與其他陣列天線相同，可采用諧振陣或非揩振陣（行波陣）。微帶陣列的波束掃描可利用相位掃描、時間延遲掃描、頻率掃描和電子饋電開關等多種方式來實現。微帶天線作為一種新型的天線，與普通天線相比，具有不可替代的優勢。它具有體積小、重量輕、平面結構等特點，可以很容易地與導彈和衛星等結合。此外，微帶天線也有結構緊湊，性能穩定等特性，易于使用的印刷電路技術和大批量制造技術。因此，微帶天線以其獨特的優勢得到在無線通信系統更廣泛的應用

　　影響天線性能的臨界參數有很多，通常在天線設計過程中可以進行調整，如諧振頻率、阻抗、增益、孔徑或輻射方向圖、極化、效率和帶寬等。另外，發射天線還有最大額定功率，而接收天線則有噪聲抑制參數。出于移動通信設備便攜性方面的考慮，天線的尺寸需要大幅度縮小，且天線應當具有良好的方位圖以及增益效果。考慮到高Q值的因素，微帶天線普遍存在工作頻帶較窄的缺陷，而

　　展寬頻帶往往需要增大天線輻射貼片的尺寸，出于便攜移動設備的特點以及對集成度高的要求，人們需要想方設法在減小其結構尺寸的同時又不影響其帶寬，效率等工作參數，在以往的工作與實踐中，人們總結出了多種行之有效的減小天線尺寸的方法，如采用1/4波長貼片天線，采用特殊材料基片，在微帶天線上加載短路探針，通過與饋點接近的短路探針在諧振空腔中引入耦合電容以實現小型化，采用表面開槽貼片或者地板刻槽技術，采用特殊貼片形式等等。下面我簡介一下我通過查找資料找到的幾個關于微帶天線改進的設計。

　　1.新型的應用于WCDMA移動終端的平面倒F結構天線：平面倒F天線具有尺寸小，重量輕，效率高，結構簡單，分析方法清晰的優點，成為了研究的熱門，因此我們選擇平面倒F天線作為設計原型。，在這個設計中，則采用在短路片上開創的方法來實現減小平面倒F天線尺寸的目的，對天線采用同軸探針饋電方法，在天線左側短路貼片處開了兩個矩形窗口。天線結構的短路貼片對天線的工作帶寬，諧振頻率和S11參數都有影響，短路貼片越寬，天線的工作頻帶越寬，但是諧振頻率也會發生偏離，且S11會降低。若要保持天線工作在2.1GHz附近和較低的S11值，我們在平面倒F天線的短路貼片上開兩個矩形槽，則可以在減小輻射貼片長度的前提下，天線可以在WCDMA移動終端要求的所有頻率下正常工作。微帶貼片天線有工作頻帶窄的缺點，這是由于平面微帶天線的高Q值決定的。如果在天線的輻射貼片和接地板之間填充高相對介電常數的介質，則會引起表面波影響加大。天線儲能比空氣情況下增大則導致Q值增大，天線頻帶變窄，為了盡可能展寬天線頻帶，提高工作效率，本設計選擇了基板以相對介電常數為1的空氣代替。

　　通過對應用在WCDMA移動終端的平面倒F天線進行研究，并且通過一系列對天線結構的改進，所設計出的天線的帶寬，增益，效率等指標均達到了3GPP的技術要求，能夠運用于WCDMA移動終端中，在仿真中還發現，調節該平面倒F天線的底板尺寸，可以改變該天線的工作頻帶，底板尺寸越小，工作頻寬越大，為增加天線工作帶寬起到一定的指導作用。以往常用的減小天線尺寸的方法是在輻射貼片上刻各種形狀的槽，而本設計通過對天線結構中短路貼片的幾何結構與天線各項技術指標之間關系進行總結，為研制出更加高效的平面倒F天線留下潛力，具有一定的理論和現實意義。

　　2.一種用于微帶半波振子天線的新型BALUN：半波振子天線僅在某一固定頻率點諧振,而在其他工作頻率表現為串聯電抗的特性。為實現帶寬可控或獲得最大工作帶寬,所用BALUN應能適當補償該串聯電抗。有一種空氣板線BALUN,該BALUN通過引入一個并聯諧振電路,實現了電抗補償功能。受此啟發,本設計將這種空氣板線BALUN微帶化,建立了一種新型微帶BALUN,以實現微帶半波振子天線帶寬的最大化。

　　實驗結果表明,將空氣板線BALUN微帶化所得的這種新型微帶BALUN,具有很好的帶寬控制能力,可實現微帶半波振子工作帶寬的最大化。這種新型微帶BALUN除具有更好的帶寬特性外,還由于采用

　　短路電路(非開路電路)而降低了BALUN的寄生輻射,使得這種微帶單元具有更優的交叉極化性能。該微帶天線已作為輻射單元應用于某陣列天線的設計中。可以預見,該BALUN及使用該BALUN的微帶天線單元在雷達和通信系統中具有廣闊的應用前景。

　　3.一種新型的蝶形微帶陣列天線：微帶天線作為一種新型的天線，與普通天線相比，具有不可替代的優勢。它具有體積小、重量輕、平面結構等特點，可以很容易地與導彈和衛星等結合。此外，微帶天線也有結構緊湊，性能穩定等特性，易于使用的印刷電路技術和大批量制造技術。因此，微帶天線以其獨特的優勢得到在無線通信系統更廣泛的應用。近年來，許多研究人員通過努力研究了多種天線技術來克服或減少微帶天線一些不足之處[1~3]。然而，以上這些天線定向性不能滿足無線通信的要求。因此，有必要研究低成本、高增益的WiMAX陣列天線。本設計中天線采用獨特的布局，包括兩層輻射帶，該天線提供了一個由5.3至5.9GHz的帶寬，能很好應用于WiMAX通信系統中。天線的上層輻射帶包括八個輻射單元，輻射單元的長度為a=10mm，寬為b=8mm，底部輻射帶結構與頂層相反。微帶天線的尺寸354mm×50mm。兩層輻射層均印制在teflon基體上，其介電常數為2.65，厚度為1mm。上下兩層對稱的輻射單元與相鄰的饋線網絡單元連接，結構形狀如同蝶形。

　　仿真與實測結果一致。陣列天線在5.3GHz時，E面的最大增益達到22.14dBi。良好的定向性能。所測天線在5.9GHz時H面半波束寬度達到最大，為105.44°，增益為6.53dBi。以上輻射模式結果表明在整個頻段內天線具有較好的輻射效率，同時天線具有重量輕，低剖面，易于平面電路集成等特點。本設計提出了一種16單元的蝶形振子陣列天線，所測天線在駐波比小于1.45時帶寬為

　　5.3~5.9GHz。科技論文，微帶天線。天線在5.3GHz時E面的最大增益為22.14dBi，H面在5.9GHz時最大波束寬度為105.44°。測量結果表明該天線能夠滿足WiMAX頻段通信要求。

　　微帶天線自20世紀70年代以來引起了廣泛的重視和研究,已在100兆赫至50吉赫的寬廣頻域上獲得多方面應用。其主要特點是剖面低、體積小、重量輕、造價低,可與微波集成電路一起集成,且易于制成共形天線等。從電性能上來說，它有便于獲得圓極化、容易實現多頻段工作等優點。因此其應用前景廣闊，尤其可在無線電引信上積極的推廣與應用。而主要缺點是頻帶窄、輻射效率較低及功率容量有限，故以上設計中，對微帶天線的改進，歸根結底就是針對其缺點進行改進。

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