成品如圖1。

圖1

國外資料推薦使用直徑10mm紫銅管彎成直徑為85-90cm環形作為初級線圈，考慮到重量，操作方便等因素，從銅鋁材商店購進直徑為13mm的紫銅管2.8m，彎成直徑為87cm的銅環。同時，采用1m的50塑料管支撐銅環。這是銅環上部的固定點（圖2）

圖2

銅環下部的固定點（圖3）。這里要注意的是要在銅管的兩端鉆好小洞，小洞可以擰上螺絲并可固定小焊片。銅環兩端固定完畢后，固定好焊接好引線的焊片，并將引線引出塑料管。

圖3

制作一個木板支架（圖4），注意要非常牢靠。

圖4

皇捷通訊的gsm天線、wifi天線、uhf天線、vhf天線、電視天線、電子連接器生產線引進日本、中國臺灣高端生產設備，保證產品具有穩定、優良的品質。公司生產設備包括注塑成型設備、五金沖壓設備、自動組裝設備、模具制造設備、RF剝線設備及品質檢驗設備等。我們擁有高端的技術研發和制造能力，可以根據客戶需求定制產品，并調整和提高生產效率。保證穩定、精確的交貨期和快速的樣品確認。

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本文將介紹一種FM收音機接收機解決方案，它將天線集成或嵌入在便攜式設備內部，使得耳機線成為可選件。我們首先從最大化接收靈敏度講起，然后介紹取得最大化靈敏度的方法，包括最大化諧振頻率的效率，最大化天線尺寸，以及利用可調諧匹配網絡最大化整個調頻帶寬上的效率。最后，本文還將給出可調諧匹配網絡的實現方法。

最大化靈敏度

靈敏度可以被定義為調頻接收系統可以接收到的、同時能達到一定程度信噪比（SNR）的最小信號。這是調頻接收系統性能的一個重要參數，它與信號和噪聲都有關系。接收信號強度指示器（RSSI）只是指出了特定調諧頻率點的射頻信號強度，它并不提供有關噪聲或信號質量的任何信息。在比較不同天線下接收機性能時，音頻信噪比（SNR）也許是一個更好的參數。因此，想為聆聽者帶來高質量的音頻體驗，使SNR最大化非常重要。

天線是連接射頻電路與電磁波的橋梁。就調頻接收而言，天線就是一個變換器，即將能量從電磁波轉換成電子電路（如低噪聲放大器（LNA））可以使用的電壓。調頻接收系統的靈敏度直接與內部LNA接收的電壓相關。為了最大化靈敏度，必須盡量提高這個電壓。

市場上有各種各樣的天線，包括耳機、短鞭、環路和芯片型天線等，但所有天線都可以用等效電路進行分析。圖1給出了一種通用的等效天線電路模型：

在圖1中，X可以是一個電容或一個電感。X的選擇取決于天線拓撲，其電抭（感抗或容抗）值與天線幾何形狀有關。損耗電阻Rloss與天線中以熱能形式散發的功耗有關。幅射電阻Rrad與從電磁波產生的電壓有關。為了便于說明，后文將以環路天線模型作為分析對象，同樣的計算也可以用于其他類型的天線，如短的單極天線和耳機天線。

圖1：天線等效電路模型。

使諧振頻率點的效率最大化

為了盡量提高天線轉換出來的能量，可以使用一個諧振網絡來抵消天線的電抗性阻抗，而這種阻抗會衰減天線傳導到內部LNA的電壓值。對電感性環路天線來說，電容Cres用來使天線在想要的頻率點發生諧振：

（1）

諧振頻率是指天線將電磁波轉換成電壓的效率最高的頻率點。天線效率是Rrad上的功率與天線收到的總功率的比值，可以表示為Rrad/Zant，其中Zant是帶天線諧振網絡的天線阻抗。Zant表示為：

（2）

當天線處于諧振狀態時，效率η可以表示為：

（3）

在其他頻率點時效率為：

（4）

非諧振頻率點的天線效率η要低于最大效率ηres，因為此時的天線輸入阻抗Zant要么是容性的，要么是感性的。

最大化天線尺寸

為了恢復所傳輸的射頻信號，天線必須從電磁波里收集到盡可能多的能量，并高效地將電磁波能量轉換成通過Rrad的電壓。收集到的能量多少受制于便攜式設備所使用天線的可用空間和大小。對于傳統的耳機天線來說，它的長度可達到調頻信號的四分之一波長，能收集到足夠的能量并轉換成內部LNA可用的電壓。在這種情況下，最大化天線效率就不那么重要。

不過，由于便攜式設備正變得更小更薄，留給嵌入式調頻天線的空間已變得非常有限。雖然已盡量增加天線尺寸，但嵌入式天線收集到的能量仍非常小。因此在既不犧牲性能、又要使用較小的天線的情況下，提高天線效率η就變得非常重要。

利用可調匹配網絡，使調頻頻段上的效率最大化

大多數國家的調頻廣播頻段的頻率范圍是87.5MHz到108.0MHz。日本的調頻廣播頻段是76MHz到90MHz。在一些東歐國家，調頻廣播頻段是65.8MHz到74MHz。為了適應全球所有的調頻頻段，調頻接收系統需要有40MHz的帶寬。傳統解決方案通常是將天線調諧在調頻頻段的中心頻率。然而就如上述公式表明的那樣，天線系統的效率是頻率的函數。效率在諧振點達到最大值，當頻率偏離諧振頻率時，效率將下降。值得注意的是，由于全球調頻頻段的帶寬達40MHz，當頻率遠離諧振頻率點時天線效率將有顯著下降。

例如，設定一個固定諧振頻率98MHz，那么在該頻率點可取得很高的效率，但其他頻率點的效率將有顯著下降，從而劣化了遠離諧振頻率點時的調頻性能。

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最近幾年，非接觸式智能卡已越來越多地應用于支付和識別領域。除了當前智能卡使用最為廣泛的公交行業之外，越來越多的國家開始考慮將非接觸式應用推廣至其他全國性項目。鑒于非接觸式智能卡應用的全球性增長，同時考慮到不同產品的技術要求以及終端客戶的不同需求，設計滿足不同應用需求的智能卡天線則成了一項極富挑戰性的工作。本文將討論智能卡天線設計過程中需要考慮的各種因素，以及在不同應用領域中面臨的挑戰。

智能卡天線設計需要考慮的因素

智能卡天線是一種電氣組件，可通過讀卡器產生的射頻（RF）磁場的電磁感應，向智能卡集成電路（IC）供電。它同時也是智能卡IC與讀卡器之間的通訊媒介。設計不當的天線會極大地降低IC卡的性能，而設計合理的天線則會幫助IC卡實現其設計的最佳性能，實現以下特性：

符合ISO/IEC 14443/10373-6規定的工作場域和負載調制要求

符合PayPass-ISO/IEC 14443執行規范- V1.1 和EMV非接觸式通訊協議規范V2.0相關要求, 兼容現有通過認證的讀寫器優化工作距離：為指定應用帶來最佳工作距離，而不影響智能卡功能支持多卡，即使這些卡相互疊放

天線在卡中的準確定位：為了保證智能卡與采用小型天線的讀卡器協同應用，天線必須設計在卡上的一個特定的區域內。因為只有這樣，智能卡和讀卡器的天線才能實現預定的磁耦合。

圖題：雙接口非接觸式智能卡的典型構造

additional overlay-coating foil, thickness 50-100um：附加覆蓋層，厚度50-100微米

printed overlay foil, thickness 100-150um：印刷覆蓋層，厚度100-150微米

basic foil with coil: 200-300um, PVC, surface glueless：帶線圈的基層：200-300微米，PVC材質，脫膠表面

Module: 540um total thickness：模塊：總厚度540微米

在智能卡天線設計中需要考慮三個會影響卡諧振頻率的主要元器件。為了使智能卡的工作距離和RF通訊穩定性等性能指標達到最佳狀態，必須充分考慮到這些元器件的影響。

集成電路(IC)

這是核心部分，芯片的輸入電容和最小工作電壓將決定智能卡的最大工作距離和多卡同時工作等特性。

IC模塊

智能卡IC置于模塊之內。模塊使得IC易于處理，同時保護IC免受到外來壓力（如過度彎折等）和紫外線的損害。另外模塊設計擴大了天線連接區域，為采用不同的天線連接方式提供了方便。在智能卡封裝工序中，模塊比裸裝的IC更常使用。從電氣角度看，模塊給IC卡的諧振電路增加了額外的電容。

智能卡封裝材料

由于其介電性能，封裝材料也為最終IC卡的諧振電路增加了額外的電容。智能卡天線設計及其對特定應用領域的影響良好設計的智能卡天線是否就可以適合所有的應用領域而不會發生任何小故障？事實并非如此。仔細設計的天線對非接觸應用產品的綜合性能具有極其重要的作用，但是不同的應用其技術要求完全不同。因此，要設計出一款通用天線，是一項極富挑戰性的工作。以下內容將簡要描述一些典型應用中面臨的挑戰。

支付應用

卡和讀卡系統之間的臨界耦合效應當讀卡器比智能卡小時，RF 通訊就遇到了挑戰。出于簡化和設計方便的考慮，目前流行的標準是將非接觸式讀卡器設計得盡可能小，盡可能緊湊。這意味著讀卡器的天線要小于一般常見的ID1 的尺寸。然而，由于業內普遍接受的大多數支付卡（例如Visawave, Paywave, JCB）仍然執行ISO/IEC 7810 標準(ID1,85mm*54mm)的規定制式，使用較小尺寸的讀卡器就對RF 通訊提出了挑戰。

以上情形導致卡和讀卡器系統之間產生臨界耦合效應，這種臨界耦合效應通常會使卡和讀卡器之間的RF 通訊變得極不穩定。盡管看似不合理，但這種耦合效應確實有違基本的邏輯，即，卡離讀卡器越近，耦合效應就越強！

但是，采用如下一些方法，可以最大限度減輕這個問題的影響：

為了克服因卡片天線和讀卡器天線的尺寸不匹配而造成的負面影響，一種方法是設計者可以調整卡片天線和讀卡器天線的尺寸，使得讀卡器天線的尺寸比卡片天線的大。根據支付系統的限制條件，可對讀卡器天線加以調整或者改變智能卡天線的設計。事實上，尺寸只有ID1 一半的支付卡在市場上已經越來越普遍。這種方法雖然解決了上述難題，但它也帶來了其他問題。這些尺寸只有ID1 一半的卡很難滿足ISO14443 規定的關于最小負載的調制要求。盡管如此，業內已經找到一些采用較小外形尺寸（ID1/2 和ID1/3），并滿足ISO14443 規定的負載調制限制的設計方案。

改變卡片天線的設計（例如感應系數、線圈材料等）以達到調整Q 值或諧振頻率的目的。如果線圈的Q 值較低，它傳遞給卡的能量耦合就比較小，將卡去諧以獲得較高的諧振頻率也會取得同樣效果。這兩種方法都可以減少卡片天線和讀卡器天線之間的相互影響，進而降低他們之間的耦合效應。這種方法的好處是不需要改變讀卡器的設計，可以避免因讀卡器系統升級而帶來的高昂成本。當然，這種方法的缺陷是不能完全滿足某些項目對于工作距離的要求。盡管不能完全解決問題，但這種方法仍然可以大幅降低耦合效應的負面影響。

電磁干擾（EMD）

設計者面臨的另外一個問題是電磁干擾（EMD）。作為一種無源設備，非接觸式智能卡從讀卡器產生的RF 場獲取全部能量。IC 在進行內部操作期間，例如進行密碼計算、EEPROM 編程等操作時，會對向其供應能量的RF 場產生電磁干擾（EMD），這種干擾會使讀卡器的接收電路偵測到“虛假的”通訊信息，從而在卡和讀卡器系統之間引起通訊問題。卡離讀卡器越近，這種影響就越大。雖然通過對卡片天線系統的微調可以部分減輕干擾(例如調整線圈的調諧電感)，但是不能完全解決問題。通過對IC 時鐘技術的改進，包括內置硬件EMD 抑制機制，這個問題現在已經基本得到解決。

公交應用

公交行業是最早采用非接觸式技術的行業之一，但因其大多數讀卡設施都是六七年前安裝的，有些甚至是在ISO14443 標準制訂之前安裝的，因此設施都相當陳舊。該領域面臨的主要挑戰是不符合相關標準。公交行業的部分陳舊的讀卡器生成的調制參數不能完全符合ISO14443 標準，從而在卡和讀卡器之間產生業內所稱的通訊“漏洞”。ISO14443 標準分別為卡和讀卡器規定了相應的RF 參數。這些參數給出了指定RF 信號的工作范圍，保證卡和讀卡器在滿足這些參數要求時可以達到互通性。因此，如果讀卡器產生的調制RF 參數超出了ISO 標準規定的范圍，就很難實現讀卡器和卡之間的互通性。上面所討論的參數與ISO 標準不相符的問題，通常與ISO14443 標準所定義的“暫停形態”的生成相關，一般表現為讀卡器波形的上升時間、下降時間、過沖信號和殘余載波等指標不符合規定。優化卡片天線的設計并不能完全解決這些問題，因此更可靠的解決辦法是更換那些過時的讀卡器，代之以新的符合ISO 標準的設備，但這種選擇不一定能夠實現，因為更換所有正在使用的設施代價高昂，在某些情況下也不一定可行。

因此，可行的解決方案是改善非接觸式智能卡IC 的設計，使其具有超強的容錯能力，以適應這些與ISO 標準不相符的讀卡系統。

身份識別應用

近些年來，政府實施的身份識別工程已成為非接觸式技術發展的主要推動力，也促使業內更加關注ISO 標準的實施，強調卡與讀卡器系統的互通性。

前面討論過的有關支付應用的問題在身份識別應用中也同樣存在，政府的身份識別系統與其他系統的區別在于，政府已經與業內的主要機構一起開發出基于該應用的標準，例如ICAO LDS，RF 協議測試等，并且在整個產業鏈中得到嚴格的遵循和推廣。電子護照的鑲嵌設計的總體框架由ICAO “電子護照RF 協議與應用測試標準-第2 部分”（1 類天線）加以規范。

這些標準與美國有關電子護照的強制性規定一起，有效地保證了卡與讀卡器系統之間的互通性和一致性，迫使那些參與的國家加速實施其電子護照工程。幾年以來，參加美國“簽證互免計劃”（Visa Waiver Program）的大多數國家都一直在積極參與ICAO 電子護照互通性測試和跨國界的試驗性項目，這就為非接觸式讀卡器、inlay 以及芯片的制造商提供了一個平臺，使他們可以一起制訂共同的標準，并解決該特殊領域中面臨的互通性問題。

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隨著移動通信的不斷發展，移動通信天線也經歷了從單極化天線、雙極化天線到智能天線、MIMO天線乃至大規模陣列天線的發展歷程。中國移動經過4G大發展后，目前擁有大約150萬個基站，在網天饋質量參差不齊。天線作為移動通信網絡的感知器官在網絡中的地位越來越復雜，并且越來越重要。雖然天線的投資占比較小（僅占基站投資的3%左右），但是網絡故障的40%以上是由天饋系統引起的。天饋系統質量下降會導致覆蓋性能變差，或者造成干擾問題，而且天線作為一種復雜的無源產品，其在網絡中很難監測。

天饋系統問題的表現多種多樣，如：天線在網使用兩三年后，網絡覆蓋性能明顯下降，互調干擾越來越嚴重；下暴雨時駐波比告警；刮大風時駐波比告警；同一廠家同一型號的天線用在同一網絡性能卻大不相同等等。這些現象，表明供貨廠家的產品可靠性不高，質量存在隱患，達不到產品壽命指標要求。如何判斷呢？ 這就和天線的一致性、穩定性和可靠性相關。

2、天線的可靠性

通常，產品的可靠性是指元件、產品、系統在一定時間內、在一定條件下無故障地執行指定功能的能力或可能性。可通過可靠度、失效率、平均無故障間隔等來評價產品的可靠性。環境可靠性是指：產品在規定的條件下、在規定的時間內完成規定的功能的能力。產品在設計、應用過程中，不斷經受自身及外界氣候環境及機械環境的影響，而仍需要能夠正常工作，這就需要用試驗設備對其進行驗證。

可靠性包含了耐久性、可維修性、設計可靠性三大要素。耐久性是指產品使用無故障性或使用壽命的長短。可維修性是指當產品發生故障后，能夠很快很容易的通過維護或維修排除故障。

設計可靠性是決定產品質量的關鍵，由于人—機系統的復雜性，以及人在操作中可能存在的差錯和操作使用環境的這種因素影響，發生錯誤的可能性依然存在，所以設計的時候必須充分考慮產品的易使用性和易操作性，這就是設計可靠性。因此，可靠性是一項重要的質量指標，只是定性描述就顯得不夠，必須使之數量化，這樣才能進行精確的描述和比較。可靠性的定量表示有其自己的特點，由于使用場合的不同，很難用一個特征量來完全代表。

天線產品的可靠性的檢驗可以通過一系列試驗來判斷，可靠性試驗是對天線產品進行可靠性調查、分析和評價的重要手段。天線的可靠性試驗包括高低溫試驗、淋雨試驗、振動試驗、沖擊試驗、碰撞試驗、汽車運輸試驗、風載試驗、攝冰試驗和功率試驗等。通過環境試驗可以檢驗天線產品結構的可靠性。如圖1所示，為淋雨試驗、振動試驗和大功率試驗后，滿足可靠性要求的天線與不滿足的對比測試結果。

圖1、天線結構可靠性對比試驗

從圖中可以看出，通過環境試驗可以檢驗出可靠性較差的天線，環境試驗可以對天線產品的設計、材料和工藝的可靠性進行檢驗。

3、天線性能的穩定性

產品的穩定性是指產品保持其特性隨時間恒定的能力，通常是指產品的特性隨時間不變化的能力。穩定性可以進行定量的表征，主要是確定特性隨時間變化的關系。穩定性很重要，那么怎么才能知道系統是否穩定呢？

產品的穩定性和可靠性是不可分的，對于天線產品的穩定性如何判別呢，一種相對簡單的方法就是通過可靠性試驗前后指標曲線的重合度來判斷天線性能的可靠性。通過研究發現：

（1）輻射參數對工藝及電路不敏感，而電路參數對電路及工藝敏感，在生產過程，特別是多次調試易對電路參數造成影響；

（2）電路參數中，互調量級太小，對測試方法、測試設備及環境敏感波動大，不適合統計評估；

（3）電路參數對測試場地要求低，可現場測試。輻射參數對測試場地的反射和屏蔽特性要求很高，不可現場測試。

因此，建議選取電路參數中的駐波比和隔離度作為天線性能的穩定性表征參量。

圖2、天線駐波比性能穩定性比較

如圖2所示，為振動試驗前后天線電壓駐波比性能穩定性比較，左圖的天線在振動試驗前后駐波比基本沒有變化曲線吻合很好，而右圖的天線在振動試驗后雖然駐波比仍然合格（VSWR<1.5），但試驗前后駐波比曲線偏差較大，可以認為該天線穩定性較差。

圖3為淋水試驗前后的天線隔離度性能穩定性對比。可以看出左圖的天線隔離度穩定性較好，右圖較差。

圖3、天線隔離度性能穩定性比較

天線穩定性的較差的天線，雖然常常能夠通過入網測試，但在使用周期內往往由于自然環境的變化引起質量下降，從而導致網絡質量的下降，易出現引言中發生的現象。

4、天線性能的一致性

天線性能的一致性是指同一型號的天線產品的參數表現的吻合性，可以通過比較多個同類型產品的指標曲線的近似度來判斷。如圖4所示，為同一類型的多個天線電壓駐波比曲線的一致性對比，左圖的多個天線駐波比曲線趨勢一致，偏差較小，表明該類型天線駐波比性能比較一致；右圖的多個天線的駐波比曲線沒有規律，比較雜亂，表明該類型天線的駐波比性能一致性較差。圖5為天線隔離度性能的一致性比較，同樣左圖天線比右圖天線隔離度參數的一致性要好。因此，可以認為，左圖天線性能的一致性要好于右圖的天線。

圖4、天線駐波比性能的一致性比較

圖5、天線隔離度性能的一致性比較

5、結論

天線屬于寬帶、低Q值無源產品，在可靠性試驗過程中材料結構損壞后不會還原，高低溫試驗過程中材料的熱脹冷縮引起的頻率變化忽略不計，對比試驗后的測試指標變化情況足以反映電性能指標的穩定性，不需在可靠性試驗過程中測試指標。天線的互調指標，對制造工藝及結構穩定性敏感，可采取動態測試，間接驗證產品穩定性。總之，天線的可靠性、穩定性和一致性對移動通信網絡具有重要的影響，在天線產品入網之前測量和把控天線的這些性能具有重要意義。

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本文來源：http://www.jilinbook.com/baike/2673/

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無源測試側重從手機天線的增益、效率、方向圖等天線的輻射參數方面考察手機的輻射性能。無源測試雖然考慮了整機環境(比如天線周圍器件、開蓋和閉蓋)對天線性能的影響，但天線與整機配合之后最終的輻射發射功率和接收靈敏度如何，從無源測試數據無法直接得知，測試數據不是很直觀。

有源測試則側重從手機整機的發射功率和接收靈敏度方面考察手機的輻射性能。有源測試是在特定的微波暗室中測試整機在三維空間各個方向的發射功率和接收靈敏度，更能直接地反映手機整機的輻射性能。

CTIA(Cellular Telecommunication and Internet Association)制定了OTA(Over The Air)的相關標準。OTA 測試著重進行整機輻射性能方面的測試，并逐漸成為手機廠商重視和認可的測試項目。

OTA 測試的目的

目前只有通過FTA(Full Type Approval)認證測試的手機型號才能上市銷售，在FTA 測試中，射頻性能測試主要進行手機在電纜連接模式下的射頻性能測試；至于手機整機的輻射發射和接收性能，在FTA 測試中沒有明確的規定,而OTA 測試正好彌補FTA 測試在這方面測試的不足。同時，終端生產廠家必須對所生產手機的輻射性能有清楚的了解，并通過各種措施提高手機輻射的發射和接收指標。如果手機輻射性能不好，將產生手機信號不好、語音通話質量差、容易掉線等多方面的問題，這也是客戶投訴比較多的問題。

在手機通話時，由于人腦靠近手機天線，將降低手機的發射和接收性能，手機整機輻射的發射和接收性能都會降低。在手機研發過程中應定量測量人腦對手機的發射和接收性能的影響，進行優化設計，使發射和接收性能降低不能太大，即減少人體和天線的電磁耦合效應。

為考察手機的輻射性能，除考察手機天線的無源性能之外，整機的有源性能也是一個重要的考察方面。當前整機有源性能越來越受到終端廠商的重視，因此在手機輻射性能的考察中應將兩種輻射性能綜合起來考慮。目前終端天線廠商在研發中一般都要求天線供應商提供無源和有源測試報告。

OTA 測試及手機其他的主要參數

2.1 OTA 測試中的主要測試參數及相關計算在OTA 測試中，輻射性能參數主要分為兩類：接收參數和發射參數。

發射參數有TRP、NHPRP；接收參數有TIS、NHPIS。

TRP(Total Radiated Power)：通過對整個輻射球面的發射功率進行面積分并取平均得到。它反映手機整機的發射功率情況，跟手機在傳導情況下的發射功率和天線輻射性能有關。

TRP 指標，一般是希望其TRP 比較大，這樣從PA 出來進入天線的功率才被有效輻射，無線接口的連接性才比較好

NHPRP(Near Horizon Partial Radiated Power)：反映在手機的H面附近天線的發射功率情況的參數。(2D TRP)

TIS(Total Isotropic Sensitivity)：反映在整個輻射球面手機接收靈敏度指標的情況。它反映了手機整機的接收靈敏度情況，跟手機的傳導靈敏度和天線的輻射性能有關。

NHPIS(Near Horizon Partial Isotropic Sensitivity)：反映手機在H面附近天線的接收靈敏度情況的參數。(2D TIS)

接收靈敏度就是接收機能夠正確地把有用信號拿出來的最小信號接收功率。它和三個因素有關系：帶寬范圍內的熱噪聲、系統的噪聲系數、系統把有用信號拿出所需要的最小信噪比。帶寬范圍內的熱噪聲經過接收機，這些噪聲被放大了NF倍，要想把有用信號從噪聲中拿出來，就必須要求有用信號比噪聲再大SNR倍。要想讓接收機“聽清楚”發射機“說的話”，信號電平強度一定要大于接收機的接收靈敏度。當然接收靈敏度越小，說明接收機的接收性能越好，就像狗能聽到人類聽不到的微弱的聲音，說明狗的聽覺比人的靈敏度高；接收靈敏度越大，說明接收機的接收性能越差，就像有的老人耳聾，你很需要用很大的聲音說話，他才能聽到。環境溫度越高，靈敏度就會變大，接收性能就會惡化，因此要盡量降低系統所在的環境溫度。帶寬越大，系統的噪聲系數越大，靈敏度就會變大，接收性能也會惡化，這就要求設計接收機的時候，考慮到系統的帶寬、噪聲系數對靈敏度的影響。

RSSI

Received Signal Strength Indication接收的信號強度指示，無線發送層的可選部分，用來判定鏈接質量，以及是否增大廣播發送強度。

RSSI與Rx的區別:

RSSI:Received Signal Strength Indicator ? ?Rx: Recieived power

最大的區別：Rx是手機側指標；RSSI是基站側指標 ? 兩者是同一概念，具體指（前向或者反向）接收機接收到信道帶寬上的寬帶接收功率。實際中，前向鏈路接收機（指手機）接收到的通常用Rx表示，反向鏈路接收機（指基站側）通常用反向RSSI表示。前向Rx通常用作覆蓋的判斷依據（當然還需結合Ec/Io），反向RSSI通常作為判斷系統干擾的依據。由于RSSI是通過在數字域進行功率積分而后反推到天線口得到的，反向通道信號傳輸特性的不一致會影響RSSI的精度。空載下RSSI值一般在-110dBm左右. 其實，RSSI有其專用的單位，RSSI的單位與dBm有公式可以轉換.

SAR

SAR是Specific Absorbtion Ratio的縮寫，即“吸收比率”。就是單位時間內單位質量的物質吸收的電磁輻射能量。

通俗地講，就是測量手機輻射對人體的影響是否符合標準。目前國際通用的標準為：以6分鐘計時，每公斤腦組織吸收的電磁輻射能量不得超過2W。這一標準是國際業界的通用標準。

據中國泰爾實驗室專門從事該項工作的電磁輻射測量專家介紹，只有SAR值才是衡量手機輻射量的惟一標準。1990年，IEEE制定了手機電磁輻射的衡量技術標準。1998年ICNIRP（國際非電離性照射保護委員會）也制定了類似的技術標準，標準中均采用SAR來度量手機電磁輻射的大小。ICNIRP的標準得到了ITU（國際電信聯盟）和WHO（國際衛生組織）的推薦以及絕大部分國家的支持，北美FCC采用的是IEEE標準，美國CTIA等行業組織還建議在手機外包裝上標出SAR值。

目前由國家質檢總局牽頭，聯合國家計量院、衛生部、環保局、信息產業部等單位組建的“電磁輻射國家標準制定聯合工作組”正在聯合制定我國的電磁輻射防護標準，其中也以SAR作為衡量手機輻射的基本限值

SAR值是如何測定的

由人體模型、測量儀表、探針以及機械臂等組織測量系統。 系統置于屏蔽室中。人體模型的內部是液態物質，液體的電磁性與人體的電磁性一致，探針可以在其內自由運動。

歐洲采用的測試標準的測量單位是10克（國際電聯推薦），美國采用的測試標準以1克組織為測量單位。

手機緊貼模型放置，使手機處于最大發射功率狀態，由機械臂自動測量場強E。

由以下公式計算SAR： SAR＝(δ/р) ?E2

其中，р：液體密度；δ：介電常數；E：場強。

手機輻射標準（SAR限值）

根據國際電信聯盟和國際衛生組織推薦的衡量手機輻射的技術標準SAR值的要求，GSM和窄帶CDMA手機的電磁輻射必須在國際權威衛生組織認證的許可范圍以內。

ITU標準限值為2.0W/KG，FCC標準限值為1.6W/KG。

對于手持終端，OTA 測試中還將考察終端在有模擬人頭情況下的上述參數，比較在有無模擬人頭情況下相關參數的變化情況。

無源有關的天線參數

在考察天線性能的時候，還有其他需要了解的參數如：APIP、Gain、Directivity、EIRP、ERP。

Gain(dBi)：在相同的輸入功率下，天線在空間某點的輻射功率與理想無方向性點源天線在同一點的功率的比值，該增益單位為dBi，手機天線廠家提供的天線測試報告中的增益一般以dBi 為單位。

Gain(dBd)：增益是指：在輸入功率相等的條件下，實際天線與理想的輻射單元（半波偶極子天線最大輻射方向上功率的比值）在空間同一點處所產生的信號的功率密度之比。它定量地描述一個天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。可以這樣來理解增益的物理含義 —— 為在一定的距離上的某點處產生一定大小的信號，

如果用理想的無方向性點源作為發射天線，需要 100W 的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發射天線時，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點源相比，把輸入功率放大的倍數。該增益的單位為dBd。

Directivity：在相同的輻射功率下，某天線在空間某點產生的功率與理想無方向點源天線在同一點產生的功率的比值。Ratio of the power density in the direction of maximum power to the average power.能夠定量的表示天線定向輻射能力的電參數。定義：在同一距離及相同輻射功率的條件下，某天線在最大輻射方向上的輻射功率密度和無方向性天線（點源）的輻射功率密度之比。方向系數與輻射功率在全空間的分布狀態有關。要使天線的方向系數大，不僅要求主瓣窄，而且要求全空間的副瓣電平小。這個參數重點描述天線輻射性能的方向性。方向系數的單位是dBi，理想點源天線的方向系數為10*log(1)=0dBi。一般非理想點源天線的方向系數都是大于0dBi的。

Efficiency：天線輻射功率和天線輸入功率的比值。天線的效率是指天線的輻射功率(Prad)與輸入功率(Pin)之比，也就是天線將饋點處的輸入功率輻射出去的能力。天線效率的單位是百分比，即%。對于內置天線而言，要求效率至少在30%以上。以手機天線為例進一步說明：手機上有一個天線開關，我們一般測得的手機輸出功率是從手機開關測得的，然后這個功率經過一段微帶線傳輸到天線饋點處，一部分能量由于電路的失配被反射回來，另一部分能量進入天線記作Pin。用TRP表示天線的空間輻射功率Pout，那么天線的效率就是Pout/Pin。這里就沒有考慮到由于電路失配而導致的能量反射。對于單獨的天線而言，這就是天線效率的定義。

天線的效率是不必考慮傳輸線和反射損耗的，Prad/Pin就是天線的效率定義值。天線的效率是很難通過計算獲得的，天線本身的能量損耗主要是由于天線作為導體對信號的損耗，包括介質損耗（基板引起的和手機內磁鐵引起的）和金屬損耗（盡管很小），而回損和匹配電路的損耗是不應該記入的。

APIP(Antenna Port Input Power)：加入到天線口的功率大小，是PA 輸出到天線口的功率大小。該功率大小主要跟手機的傳導發射功率大小有關。

EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)：等效全向輻射功率是天線得到的功率與天線以dBi 表示的增益的乘積，反映天線在各個方向上輻射的功率的大小。

PEIRP(Peak Effective Isotropic Radiated Power)：峰值等效全向輻射功率。

ERP(Effective Radiated Power)的概念與EIRP 相同，但ERP 是天線得到的功率與以dBd 表示的增益的乘積。

Bandwidth 帶寬

帶寬，即天線滿足性能要求的工作頻率范圍。

天線是有一定帶寬的，這意味著雖然諧振頻率是一個頻率點，但是在這個頻率點附近一定范圍內，這付天線的性能都是差不多好的。這個范圍就是帶寬。

我們當然希望一付天線的帶寬能覆蓋一定的范圍，最好是我們所收聽的整個FM廣播波段。要不然換個臺還要換天線或者調天線也太麻煩了。

天線的帶寬和天線的形式、結構、材料都有關系。一般來說，振子所用管、線越粗，帶寬越寬；天線增益越高，帶寬越窄。

天線的帶寬有兩種不同的定義：

一種是指：在駐波比VSWR<=1.5條件下，天線的工作頻帶寬度；回波損耗<=-14dB。

一種是指：天線增益下降3dB范圍內的頻帶寬度。

在移動通信系統中，通常是按前一種定義的，具體的說，天線的頻帶寬度就是天線的駐波比不超過1.5時，天線的工作頻率范圍。

OTA 測試中的TRP 和SAR 指標的制約關系

TRP 反映的是天線遠場的輻射性能，而SAR 反映是天線的近場輻射性能。對于OTA 中的TRP 指標，一般是希望其TRP 比較大，這樣從PA 出來進入天線的功率才被有效輻射，無線接口的連接性才比較好。在SAR 測試中，則希望TRP 數值比較小，這樣被人腦吸收的功率才比較小，保證能通過SAR 測試標準。因此，TRP 指標與SAR 指標是一對相互矛盾的指標，在天線設計中如何保證兩個指標都達到相關的標準，滿足設計需要，在天線設計的之初就得考慮。

天線的基本工作原理

應該對天線的工作原理有個簡單的了解。其實，天線的原理很簡單，但是要用公式推導或者做出性能良好的天線來并不容易。

記得高中學的物理課本里面有一個定律：交變的電場產生磁場，交變的磁場產生電場。天線的原理就是這個定律吧。

一段金屬導線中的交變電流能夠向空間發射交替變化的感應電場和感應磁場，這就是無線電信號的發射。相反，空間中交變的電磁場在遇到金屬導線時又可以感應出交變的電流，這對應了無線信號的接收。在電臺進行發射和接收時都希望導線中的交變電流能夠有效的轉換成為空間中的電磁波，或空間中的電磁波能夠最有效的轉換成導線中的交變電流。這就對用于發射和接收的導線有獲取最佳轉換效率的要求，滿足這樣要求的用于發射和接收無線電磁波信號的導線稱為天線。

理論和實踐證明，當天線的長度為無線電信號波長的1/4時，天線的發射和接收轉換效率最高。因此，天線的長度將根據所發射和接收信號的頻率即波長來決定。只要知道對應發射和接收的中心頻率就可以用下面的公式算出對應的無線電信號的波長，再將算出的波長除以4就是對應的最佳天線長度。

注意：只要在金屬體內有交變的電流，該金屬體就要向空間輻射電磁波；反之，只要空間中有一定強度的電磁波信號，就會在該空間中的金屬體上感應出交變的電流。天線與一般金屬體的不同之處在于，天線強調了將金屬體內交變電流最有效的轉變成空間的電磁波或將空間的電磁波最有效的轉變成金屬體中的交變電流信號。

天線是一種用來發射或接收無線電波——或更廣泛來講——電磁波的電子器件。天線應用于廣播和電視、點對點無線電通信、雷達和太空探索等系統。天線通常在空氣和外層空間中工作，也可以在水下運行，甚至在某些頻率下工作于土壤和巖石之中。

從物理學上講，天線是一個或多個導體的組合，由它可因施加的交變電壓和相關聯交變電流而產生輻射的電磁場，或者可以將它放置在電磁場中，由于場的感應而在天線內部產生交變電流并在其終端產生交變電壓。

天線作為無線通信不可缺少的一部分，其基本功能是輻射和接收無線電波。

發射時，把高頻電流轉換為電磁波；接收時，把電滋波轉換為高頻電流。

通信制式名稱

GSM

GSM是Global System For Mobile Communications的縮寫。由歐洲電信標準組織ETSI制訂的一個數字移動通信標準。GSM是全球移動通信系統(Global System of Mobile communication) 的簡稱。它的空中接口采用時分多址技術。自90年代中期投入商用以來，被全球超過100個國家采用。GSM標準的設備占據當前全球蜂窩移動通信設備市場80%以上。 GSM 較之它以前的標準最大的不同是它的信令和語音信道都是數字式的，因此GSM被看作是第二代(2G)移動電話系統。

CDMA

CDMA系統是基于碼分技術（擴頻技術）和多址技術的通信系統，系統為每個用戶分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準正交性，從而在時間、空間和頻率上都可以重疊；將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數據，用一個帶寬遠大于信號帶寬的偽隨機碼進行調制，使原有的數據信號的帶寬被擴展，接收端進行向反的過程，進行解擴，增強了抗干擾的能力。

CDMA,一開始建網是IS-95然后升級到了CDMA2000 1X，再到了現在已經開始的EVDO，是從CDMA2000 1X升級到CDMA2000 1x EVDO，就好比移動聯通的G網從GSM到GPRS再到EDGE一樣，只不過比起GSM,CDMA有很多優點的！比方說輻射少這就是一個最大的優點，這樣的電話才更健康，而GSM的輻射太大了！而且IS-95升級到CDMA2000 1X再到CDMA2000 1X EVDO（即同時存在1X和EVDO兩個網絡），在射頻部分完全兼容，不需要重新建基站。 ? 區別： ? 1，技術上，CDMA2000 1X采用擴頻速率為SR1，即指前向信道和反向信道均用碼片速率1.2288Mbit/s的單載波直接系列擴頻方式。因此它可以方便地與IS-95（A/B）后向兼容，實現平滑過渡。由于CDMA2000 1X采用了反向相干解調、快速前向功控、發送分集、Turbo編碼等新技術，網絡部分引入分組交換，可支持移動IP業務。 ? 2，容量上，在相同條件下，對普通話音業務而言，容大致為CDMA（IS-95）系統的兩倍。 ? 3，速率上，CDMA2000 1X手機上網的傳輸速率可達每秒鐘144Kb，比現有CDMA產品高出10倍。 ? 4，版本上，CDMA是IS-95，屬于2G技術，CDMA2000 1X是CDMA的升級版本（也是CMDA2000的第一階段），屬于2.5G技術。

WCDMA

是英文Wideband Code Division Multiple Access（寬帶碼分多址）的英文簡稱，是一種第三代無線通訊技術。W-CDMAWideband CDMA 是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網，UTRAN（UMTS陸地無線接入網）為無線接口的第三代移動通信系統。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。目前中國聯通采用的此種3G通訊標準。 ? TD ?TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access（時分同步碼分多址） 的簡稱，是一種第三代無線通信的技術標準，也是ITU批準的三個3G標準中的一個，相對于另兩個主要3G標準（CDMA2000）或（WCDMA）它的起步較晚。

TD

TD-SCDMA由于采用時分雙工，上行和下行信道特性基本一致，因此，基站根據接收信號估計上行和下行信道特性比較容易。此外，TD-SCDMA使用智能天線技術有先天的優勢，而智能天線技術的使用又引入了SDMA的優點，可以減少用

戶間干擾，從而提高頻譜利用率。但是，由于時分雙工體制自身的缺點，TD-SCDMA被認為在終端允許移動速度和小區覆蓋半徑等方面落后于頻分雙工體制。 ? 同時，TD只可以同時在線500人，是個問題

LTE

LTE(Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進，始于2004年3GPP的多倫多會議。LTE并非人們普遍誤解的4G技術，而是3G與4G技術之間的一個過渡，是3.9G的全球標準,它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbit/s與上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小區邊緣用戶的性能，提高小區容量和降低系統延遲。

GPS

GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系統）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”。GPS是20世紀70年代由美國陸海空三軍聯合研制的新一代空間衛星導航定位系統.

A-GPS

輔助全球衛星定位系統（英語：Assisted Global Positioning System，簡稱：AGPS）是一種GPS的運行方式。它可以利用手機基地站的資訊，配合傳統GPS衛星，讓定位的速度更快。

WiFi

俗稱無線寬帶 Wi-Fi是一種可以將個人電腦、手持設備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接的技術。Wi-Fi是一個無線網路通信技術的品牌，由Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標準的無線網路產品之間的互通性。現時一般人會把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網際網路。

BT

藍牙，是一種支持設備短距離通信（一般10m內）的無線電技術。能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙采用分散式網絡結構以及快跳頻和短包技術，支持點對點及點對多點通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業、科學、醫學）頻段。其數據速率為1Mbps。采用時分雙工傳輸方案實現全雙工傳輸。

4.總結

CTIA 的OTA 測試指標直接反映了手機的輻射性能，因此越來越受到測試機構和相關廠商的重視。在手機天線指標判定時，需要將無源和有源性能指標綜合考慮，對整機天線性能進行綜合評價。

MORAB的OTA天線測試暗室符合CTIA的OTA測試標準，測試系統采用的SG24的近場折算遠場測量方案，是目前最準確的天線測試方法。有重復性高，準確度高，解析度高等優點。SG24 是全球少數能完全符合CTIA 要求的測試系統。能提供CTIA 所需要的TRP/TIS 測試。測試適用范圍:CTIA OTA (GSM900,DCS1800,Cellular 850,PCS1900)；3D 天線場型測量、增益、天線效率、方向圖、極化性能。

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本文來源：http://www.jilinbook.com/baike/2665/

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1、微波暗室(Anechonic chamber)

波暗室又叫無反射室、吸波暗室簡稱暗室。微波暗室由電磁屏蔽室、濾波與隔離、接地裝置、通風波導、室內配電系統、監控系統、吸波材料等部分組成。它是以吸波材料作為襯面的屏蔽房間，它可以吸收射到六個壁上的大部分電磁能量較好的模擬空間自由條件。暗室是天線設計公司都需要建造的測試設備，因為對于手機天線的測試比較精確而且比較系統，其測試指標可以用來衡量一個手機天線的性能的好與壞。主要是天線公司使用，但其造價昂貴。

2、TEM CELL測試

用TEM CELL測試天線有源指標，因為微波暗室和天線測試系統造價比較昂貴，一般要百萬以上，一般的手機設計和研發公司沒有這種設備，而用TEM CELL(也較三角錐)來代替測試。和微波暗室的測試目的一樣，TEM CELL也是一個模擬理想空間的天線測試環境，金屬箱能夠提供足夠的屏蔽功能來消除外部干擾對天線的影響，而內部的吸波材料也能吸收入射波，減小反射波。TEM CELL不能對天線進行無源測試，只能對有源指標進行測試。由于空間限制，TEM CELL的吸波材料比較薄，而對于劈狀吸波材料，是通過劈尖間的多次反射增加對入射波進行吸收，因此微波暗室里的吸波材料都比較厚，而TEM CELL的吸波材料都不購厚，因此對入射波的吸收都不是很充分，因此會導致測試的結果不精確。

另外，TEM CELL的高度也不夠，這也是TEM CELL不能進行定量測試的一個原因。根據天線輻射的遠場測試分析，對于EGSM/DCS頻段的手機天線，被測手機與天線的距離至少大于1米;因此，我們可以看幾乎所有的2D暗室都是遠大于這個距離。而TEM CELL比這個距離小一些，所以這也是TEM CELL相對于微波暗室來講測量不準的一個原因。

所以，TEM CELL只能對天線做定性的分析而不能做定量的分析。在實驗室可以定性分析幾種樣機的差異，比較其性能的優劣，但不能作為準確的標準值來衡量天線的性能，只能通過與其他的“金雞”(Golden sample ) 對比，大致來判斷手機天線的性能。TEM CELL一般只找最佳方值，使測試結果對手機擺放的位置比較敏感。

另外，還有一種測試工具較屏蔽箱，有的設計公司用來對手機天線進行有源測試，這種方法很不可行。一方面由于測試距離太近，另一方面由于沒有足夠的吸波材料，外部干擾對天線的測試影響比較大，這樣導致測試結果對位置比較敏感，稍微改變一下位置測試結果就有比較大的改變，因此這種測試方法對手機天線的性能沒有多少的參考意義。

3、用耦合測試板測試天線性能

在生產過程中為了保證產品的生產品質，往往要進行天線的耦合測試。要用到的測試裝置是：耦合測試夾具與綜合測試儀相連，手機固定在夾具上。在生產前期根據幾只樣機的測試結果，給出一個合理的耦合補償值，確定一個功率標準，然后對手機的最大功率進行測試，高于這個功率標準表示產品符合生產要求，低于這個要求說明天線與相關器件有問題。通過天線耦合測試可以發現以下問題：

(1)天線匹配電路虛焊和缺件等。

(2)天線周圍電子/結構件有問題。

(3)天線沒有裝配好。

(4)天線本身品質有問題。

需要指出的是天線耦合測試是產品的一致性測試，并不是對產品性能進行測試。前面所提到的天線指標都是針對遠場進行的測試，天線耦合測試是針對近場進行的測試，被測手機的天線與耦合夾具天線相距非常近。近場是天線本身客觀存在的，一但整個手機的結構和天線確定，近場也就可以確定，因此可以根據測試結果是否在一定范圍內，判斷天線部分是否有問題。天線耦合測試只針對天線的最大功率進行測試，不進行其他項目的測試，即使測試了，也沒有意義。

用天線耦合測試來認證天線的性能，根據不同手機的測試結果來進行性能判斷，這是非常錯誤的。目前，我還是碰到很多國內的手機公司，是通過耦合測試來判斷天線的性能，從而使得天線公司不得不通過將諧振頻率調偏，來通過耦合測試的標準。

手機天線的設計來講，天線的測試是一個非常重要的環節，沒有準確的設計，天線設計的好與壞也有沒有什么來衡量了，所以選擇 一個很好測試系統對手機天線的開發也是非常重要的。

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文章來源：http://www.jilinbook.com/baike/2661/

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SAR 的測試是經由手機所產生的無線電波能量，通過測試設備來量度究竟人體

(也就是腦部或身體) 吸收了多少電磁波輻射。

Area Scan (區域掃描)

* 用來做為快速掃描，找出 Peak SAR的區域，然后再用Zoom scan量測

* 掃描的區域必須比手機和天線投影的面積大

* FCC 規定： Area scan 每次以1公分平面(10mm2)距離移動，使用1 mm 內插法來找出 Peak SAR的區域

* 當系統掃描出多點的 SAR peak (25%以內的 peak值)，系統采用Zoom scan去每一個peak的地方，執行各別量測

* 如果立方體碰到 phantom表面，采用梯形的演算法來積分計算1g 或10g

* 生物組織液的密度接近 1000 kg/m3

* 1公克立方體 (1g cube) 相當于 1cm3是每邊 10mm (1cm)

* 10公克立方體 (10g cube)相當于 10cm3是每邊 21.5 mm

SAR的傷害

Mobile And Cellular Phone Standards SAR Limit

* IEEE standard for general public whole body SAR (1/6 of an hour). 200 mW/kg

* FCC (IEEE) SAR limit for 1 gram (.032 ounces) of head tissue (phone held to ear). 1,600 mW/kg

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