利用新型调谐技术提高手机天线的性能

利用新型调谐技术提高手机天线的性能
如今的移动电话不仅要支持蜂窝频率，还要支持那些用于移动电视、蓝牙、WLAN和定位
服务的非蜂窝特性。由于每次手机换代都缩小了天线的可用空间，天线被包在相机和键
盘电路周围并重新安排路径，导致天线效率降低。一部分性能损失可以通过天线调谐得
到恢复，即使用动态阻抗调谐技术根据工作频率和环境条件优化天线的性能。然而，所
面临的挑战是，任何成功的天线调谐方案均须满足损耗低、线性度高、能够处理很高强
度的RF信号且耗能少的要求。
天线调谐架构

当无源天线不再满足带宽要求提高、手机设计更复杂、天线可用空间更小等性能要求时
，通常使用开环天线调谐系统。在开环系统中，可调谐元件根据静态信息(如发射/接收
频率、调制方案或使用情况)在设定的频段和工作模式下微调天线的性能(见图1)。但由
于开环系统不对天线的运行状况进行实时测量，因此无法具体考虑环境条件。

在移动设备中，环境条件非常重要，它们在用户行走、开车或移动手指时发生变化。天
线设计者可使用自适应闭环天线调谐技术来应对这些条件变化。在闭环调谐方案中，失
配传感器跟踪天线的运行状况并提供反映实际情况的反馈信号。

失配传感器把VSWR(反射回天线的功率幅度)与发射功率进行比较并调节阻抗调谐电路。
调谐算法使可调元件在各种使用情况下持续跟踪环境条件，并把阻抗调到最优值(见图1
)。

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图1：开环(左)和闭环(右)天线调谐方案

调谐挑战

理论是有用的，但在蜂窝电话中实现自适应天线调谐的最大障碍是缺乏电气参数可调、
损耗低且调整比足够宽的高性能无功元件。在“高性能”方面，最具挑战性的元件要求是
功率处理能力和线性度。例如，GSM天线通常必须能够处理最高+33dBm的发射功率，但在
失配条件下，调谐元件实际上需要处理电压高达30Vpk或功率高达+40dBm的RF信号。

为寻找更好的调谐材料，人们在过去几年里进行了大量的研究