双G型超宽频手机内置天线设计与仿真分析

本文讨论的双G型超宽频手机内置天线，是一款体积小（ 长38mm，宽3.5mm，高4mm）。覆盖频段达到CDMA800， GSM900， DCS1700， PCS1900 至 WCDMA2100 的新型手机内置天线。用CST Microwave Studio软件对其进行仿真及优化。仿真和测试结果都表明该天线性能良好，具有较高的市场应用价值。

1. 前言

几年来随着无线通讯产品技术上的进 步， 个人化的无线通讯产品可说是相当 的普及，为了达到美观，使得手机逐渐缩 小化，所以缩小天线整体面积或是体积是 未来必然的趋势。为了有良好的收发讯号 品质，手机天线多半采用全方向性辐射场 型的线性极化天线， 如单极天线 （monopole），平面倒F型天线（PIFA）等， 特点是都具有近似全方向性的辐射场型， 并具有结构简单，易与基板整合，制作成 本低廉等有点。目前市面上的手机多频段 单极天线多为带宽不能满足设计需要而烦恼，本文介绍的手机天线采用新型 高介电常数材料作为天线支架，达到天线 体积的缩小的目的，并且设计出新颖的双G 型天线模型使天线可以覆盖的通讯频段达 到CDMA800， GSM900， DCS1700， PCS1900 至 WCDMA2100.天线设计过程中使用的软 件为CST Microwave Studio。

图1为本文所提出的天线展平几何结构图，天线长38mm，宽3.5mm，高4mm。

2. 天线设计及结构尺寸

图2为手机基板顶部的结构图，所采用的印刷平面基板长度为100mm和宽度为 40mm的FR4玻纤板，介电常数εr为4.9， 厚度为0.5mm， 去地的面积为*0mm？；50 欧姆馈线宽度为1.97mm。天线支架的长度 为40mm， 宽度为3.5mm， 高为4mm，介电常 数εr为7的特殊树脂材料，损耗正切Loss tangent 《 0.001.这种材料很适合作为天 线的支架。材料来自日本东京的研发机 构。

图3为双G天线在CST软件仿真中的模型图。