第五讲 手机P IFA 天线分析 一、 引言 多年来，大多数手机天线都一直在沿用一种传统的PIFA 天线设计方案。目前市面上可以看到的手机内置天线，有60－80％都是采用这种天线设计。所以，这一讲主要介绍这种天线的辐射原理和辐射特性。 二、 PIFA 天线的基本结构 PIFA 天线的英文全名是“Planar Inv erted F-shaped Antenna”，即“平面倒 F 型天线”。由于整个天线的形状像个倒写的英文字母 F，故得名。其基本结构是采用一个平面辐射单元作为辐射体，并以一个大的地面作为反射面，辐射体上有两个互相靠近的Pin脚，分别用于接地和作为馈点。 三、 PIFA 天线的由来 PIFA 天线最初来源于 IFA 天线，即倒 F 型线天线。但是线性IFA 天线是一种小尺寸天线，当辐射单元仅采用顶部的一个金属导线时辐射效果并不理想（辐射电阻小），所以根据前面我们曾介绍过的，为增大辐射电阻和提高辐射效率而采用顶部加载的技术，将顶部的辐射线用辐射平面替代，从而形成平面辐射单元。 另一方面，当接地线和馈电线仅仅为一条细线时，其等效的射频分布电感较大，而引线上的分布电容较小，这就意味着天线具有较高的Q 值和较窄的频带。根据电小天线Q 值和带宽的关系，增大带宽的途径就是降低 Q 值，因此将接地线和馈电线用具有一定宽度的金属片取代可以增大分布电容和减小分布电感，从而增大天线带宽。这样就形成了 PIFA 天线。 四、 PIFA 天线的传输线近似 PIFA 天线的传输线近似模型如下图所示。在忽略接地片和馈线的分布效应，PIFA天线等效于两段长度分别为和的传输线相并联。其中表示馈线与接地片之间的电长度，表示馈线与开路端的电长度。 考虑馈线和接地片的分布参数效应，PIFA 天线的传输线近似模型如下图（b）所示，其中 Rs 表示接地片的寄生电阻，Ls 表示接地片的分布电感。LR 和CC表示开路端的寄生电阻和电容。 五、 PIFA 天线的接地单极子近似 从某种程度上，PIFA 天线又类似于接地单极子天线，这是因为它也是一种放置在地面上方包含接地片的一种谐振式天线。由于接地线的作用，PIFA 天线的谐振长度从2/缩短为4/，这是 PIFA 天线可以缩小物理尺寸的首要原理。 六、 PIFA 天线的微带天线近似 PIFA 天线在某种意义上也可以当做微带天线看待，这时辐射单元和接地面之间就是采用1r的空气介质填充。 因此，PIFA 天线中的电场主要集中在导体边缘，PIFA 天线辐射场是边缘辐射场，这一点与微带天...
