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应用芯片和贴片天线解决分集和多频段 RF 问题
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2022-11-28
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智能手机和可穿戴设备等手持和便携式无线产品的设计人员依赖于可放置在设备内的微型芯片、贴片和迹线天线。虽然这些微型设备解决了将多频带天线阵列引入小尺寸系统的问题，但它们也引入了与辐射效率降低、阻抗匹配以及与附近物体和身体相互作用相关的问题。智能手机和可穿戴设备等手持和便携式无线产品的设计人员依赖于可放置在设备内的微型芯片、贴片和迹线天线。虽然这些微型设备解决了将多频带天线阵列引入小尺寸系统的问题，但它们也引入了与辐射效率降低、阻抗匹配以及与附近物体和身体相互作用相关的问题。为了解决这些问题，设计人员正在采用新的设计和电路技术来使这些天线不仅仅是一个独立的组件。相反，它们正在成为动态天线子系统的一部分，可以缓解许多这些设计挑战。这种设计上的转变需要大量的模拟和分析，这通过不断改进场解算器软件来解决。为了解决这些问题，设计人员正在采用新的设计和电路技术来使这些天线不仅仅是一个独立的组件。相反，它们正在成为动态天线子系统的一部分，可以缓解许多这些设计挑战。这种设计上的转变需要大量的模拟和分析，这通过不断改进场解算器软件来解决。芯片、贴片天线提供权衡芯片、贴片天线提供权衡从传统的外部鞭状天线或短截线天线转向芯片和贴片天线的原因有很多，首先是外部天线的美观和易碎性。从性能的角度来看，智能手机等设备通常需要针对给定频段使用多个天线，以提供天线分集以提高性能。此外，多频段设备——尤其是那些与新兴 5G 标准兼容的设备——将需要为它们必须支持的每个频段配备单独、独立的天线。虽然原因很多，但芯片天线和贴片天线各有优缺点。从传统的外部鞭状天线或短截线天线转向芯片和贴片天线的原因有很多，首先是外部天线的美观和易碎性。从性能的角度来看，智能手机等设备通常需要针对给定频段使用多个天线，以提供天线分集以提高性能。此外，多频段设备——尤其是那些与新兴 5G 标准兼容的设备——将需要为它们必须支持的每个频段配备单独、独立的天线。虽然原因很多，但芯片天线和贴片天线各有优缺点。芯片天线使用多层陶瓷结构来形成在目标频率下谐振的组件（图 1）。它们体积小，很容易放置在 PC 板上，就像任何其他表面贴装元件一样。芯片天线使用多层陶瓷结构来形成在目标频率下谐振的组件（图 1）。它们体积小，很容易放置在 PC 板上，就像任何其他表面贴装元件一样。图 1：如果没有极小、低成本且易于应用的基于陶瓷的芯片天线，许多便携式无线设备将无法使用。显示的是 Johanson Technology 2450AT18B100E，它以广泛使用的 2.4 至 2.5 GHz 频段为中心。（图片来源：约翰逊科技）图 1：如果没有极小、低成本且易于应用的基于陶瓷的芯片天线，许多便携式无线设备将无法使用。显示的是 Johanson Technology 2450AT18B100E，它以广泛使用的 2.4 至 2.5 GHz 频段为中心。（图片来源：约翰逊科技）两个例子说明了它们的特点。两个例子说明了它们的特点。Johanson Technology Johanson Technology 2450AT18B100E2450AT18B100E是一款适用于 2.4 至 2.5 GHz 频段的 1.6 x 3.2 毫米芯片天线，尽管尺寸很小，但无论方向如何，都具有几乎全向的辐射图（图 2）。诸如此类的天线已广泛并成功地用于便携式和手持式无线设备中。虽然芯片天线本身很简单，但设计人员必须将相关的驱动电路与其标准的 50 Ω 阻抗相匹配。当在分集架构中使用多个芯片天线时，这可能会成为一个挑战。是一款适用于 2.4 至 2.5 GHz 频段的 1.6 x 3.2 毫米芯片天线，尽管尺寸很小，但无论方向如何，都具有几乎全向的辐射图（图 2）。
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