无线移动终端天线的设计(手机天线)

毕业设计说明书（论文）中文摘要
天线作为无线移动终端系统中重要的组成部分完成了对无线电波的发射与接收，它是将高频振荡能量和电磁波能量作可逆转换的设备。随着无线移动通信的飞速发展，人们对无线移动终端的需求也日益增加，如何对这些终端的天线进行设计也变成炙手可热的话题之一。通过对法向螺旋天线的工作原理的分析研究，设计外置螺旋天线从而使小灵通能正常通信。利用实验仪器、设备制作了测试治具并进行阻抗匹配和调试，然后对天线电压驻波比、增益、方向图的测试结果进行详细分析，最终确定螺旋天线螺距、长度等参数。

关键词  极化  方向图  频率  增益  阻抗  回波损耗  驻波比
 
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title  The design of Antenna for Wireless Mobile Terminal                                       
Abstract
As an important part in a wireless mobile terminal system,antenna completes radio-wave’transmitting and receiving ,and it is the equipment which can convert high frequency oscillatial energy and eleteomagnetic energy each other.With the high speed development of the wireless mobile communication, the demand to wireless mobile system is increasing ,and how to design the antennas of these terminal systems also becomes one of the highest terperature topics.With the study of the theory of the normal direction helical antenna,we design an external helical antenna in order to make the PHS communicate normally.By using the lab’s apparatus and equipment,we make the test instrument and its impedance matching and debugging,and then by analyzing the test results of the antenna’s VSWR,gain and direction figure,we finally ascertain the helices’ parameters as pitch,length an so on.

Key words  Polarization  Direction Figure  Frequency Gain  Resistance  Echo Waste  Standing Wave Rate

天线的工作原理
无线电广播、通信、遥测、遥控以及导航等无线电系统都是利用无线电波来传递信号的。而无线电波的发射和接收都是通过天线来完成。因此天线的设备是无线电系统中的重要组成部分。由发射机产生的高频振荡能量，经过发射天线变成电磁波能量，并向预定方向辐射，通过媒质传播到达接收天线附近。电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。接收天线将接收到的电磁波能量变为高频振荡能量送入接收机，完成天线电波传输的全过程。
发射天线和接收天线常合用一副天线。利用天线开关的转换作用，分别接入发射机和接收机。当天线与发射机接通时，此天线作发射天线；当天线与接收机接通时，此天线作接收天线用。
可见天线设备是将高频振荡能量和电磁波能量作可逆转换的设备，是一种“换能器”。天线设备在完成能量转换的过程中，带有方向性，即对空间不同方向的辐射或接收效果并不一致，有空间方向响应的问题；其次天线设备作为一个单口元件，在输入端面上常体现为一个阻抗元件或等值阻抗元件。与相连接的馈线或电路有阻抗匹配的问题。天线的辐射场分布或接收来波场的效率，以及与接收机、发射机最佳的贯通，就是天线工程所最关心的问题。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。 对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；按是否能放大信号分类，可分为天线分类:被动式天线、主动式天线等等。
天线的辐射问题是宏观电磁场问题，严格的分析方法是求满足边界条件的麦克斯韦方程的解，原则上和分析导波以及空腔所采用方法相同。但在分析天线时，若采用这种方法将会导致数学上的复杂性。因此，实际上采用近似解法，即将天线辐射问题分为两种独立问题：一个是确定天线上的电流分布或是确定包围场源的体积表面上的电磁场分布即为内场问题；另一个是根据已给定的电流分布或包围场源体积表面上的场分布求空间辐射场分布即为外场问题。求解天线场问题最常用的工程方法是用线性叠加原理，即在线性系统内，若干场源所产生与空间的总场是各个场源单独存在时所激发的部分场线性叠加的结果。

新型高性能天线的出现是为了满足无线设备对小型化、嵌入式以及支持多种服务的宽带和多频带天线的日益迫切的需求。另外，阵列天线可以调整无线通信所需的波束和零信号。与信号处理结合起来的阵列天线可以实现多样性组合、自适应波束成形或空－时处理，从而抑制多路传播和干扰的影响。多天线还可以通过空－时编码来增加信道容量。可调天线、馈电网络和整个天线阵可以在传统天线或天线阵不能适用的情况下使用。通过使用PIN二极管或微电机系统，这些结构的天线可以实现动态自适应并提供较强的自适应性。

利用法向螺旋天线原理对小灵通外置天线进行设计，确定了螺旋直径、螺距等参数，对其进行测试，实现了正常通话。通过对其结果中的电压驻波比，增益等图进行详细分析，可以得到以下结论：
1． 法向螺旋天线完全可以应用于PHS通信中；
2． 法向螺旋天线的螺距是决定天线性能的重要参数。
3． 在无线移动通信系统中，天线的电压驻波比在1.5以下时就可以使无线移动终端能正常、流畅通信。
目前正在使用的移动电话的辐射量可达600微瓦，超过国家标准15倍。移动终端（手机）天线产生的电磁波对人体有一定的负面影响，在以后的设计中，应该充分考虑天线的辐射量，尽量使天线主瓣偏离使用者头部，使天线比吸收率（SAR值）降低，从而减少电磁辐射对人体的危害。













目   录
1  绪论…………………………………………………………………………………………… 1
2  天线原理及性能…………………………………………………………………… 2
2.1  天线工作原理…………………………………………………………………… 2
2.2  天线的性能…………………………………………………………………… 3
3  手机天线的设计………………………………………………………………… 11
3.1  手机天线设计的原则……………………………………………………………11
3.2  手机天线设计时使用的仪器、设备……………………………………………13
3.3  小灵通外置螺旋天线的设计……………………………………………………15
4  手机天线性能的测试……………………………………………………………25
4.1  采用的测试线、网络分析及测试过程…………………………………………25
(毕业设计)
4.2  微波暗室及测试过程……………………………………………………………26
  4.3  小灵通外置螺旋天线设计结果测试与分析  ………………………………………26
5  小灵通外置螺旋天线的改进………………………………………………………27
5.1  小灵通外置螺旋天线参数的重新设计…………………………………………32
5.2  设计结果重新测试与分析………………………………………………………32
6  对天线应用前景的展望……………………………………………………………39
6.1  小尺寸与嵌入式天线……………………………………………………………39
6.2  宽带和多频带天线………………………………………………………………39
6.3  阵列天线和智能天线……………………………………………………………40
6.4  小结………………………………………………………………………………41
结论 ……………………………………………………………………………………42
致谢 ……………………………………………………………………………………43
参考文献………………………………………………………………………………44
表1 ……………………………………………………………………………………45
表2……………………………………………………………………………………45

通信(32)