中心議題：

• 介紹天線新型屏蔽材料、人工磁導體
• 概述多天線集成能力並得出結論

解決方案：

• 采用CMOS數字無線電技術和可配置無線電技術是將來最終的解決方案
• 在天線設計的過程中綜合考慮EMI屏蔽和熱管理問題
• 利用IMD技術把蜂窩電話、移動電視接收機、GPS
  、藍牙
  
  、WiFi和WiMAX的多種天線集成在一起

suizheduozhongwuxianjishubiaozhunzaibianxiewuxianshebeizhongzouxiangronghe，keguanshangyaoqiuzaibianxieshiwuxianshebeizhongjichenggengduodetianxian
，yinci
，duiyudianzixitongshejigongchengshihejishuguanlirenyuanlaishuo，zhangwotianxianjishufazhandequshi，lejietaduidianzisheji
、製造和測試的潛在影響有著重要的現實意義。
隨(sui)著(zhe)多(duo)種(zhong)無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)在(zai)便(bian)攜(xie)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)中(zhong)獲(huo)得(de)應(ying)用(yong)，客(ke)觀(guan)上(shang)要(yao)求(qiu)便(bian)攜(xie)式(shi)無(wu)線(xian)設(she)備(bei)以(yi)有(you)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)的(de)方(fang)式(shi)支(zhi)持(chi)多(duo)個(ge)頻(pin)段(duan)以(yi)及(ji)多(duo)種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)調(tiao)製(zhi)方(fang)式(shi)。業(ye)內(nei)專(zhuan)家(jia)認(ren)為(wei)[1]
，目前多種無線標準在便攜式無線設備中的聚合將遵循入門級、中檔和高檔三種技術方案(圖1)
，采用CMOS數字無線電技術和可配置無線電技術是將來最終的解決方案。
 

圖1  多種無線標準在便攜式無線設備中的聚合方案
圖片來源：ST公司
iSuppli的專家認為，提高RF部bu分fen的de集ji成cheng度du將jiang成cheng為wei發fa展zhan的de關guan鍵jian。天tian線xian作zuo為wei無wu線xian係xi統tong設she計ji的de一yi個ge關guan鍵jian組zu成cheng部bu分fen，它ta的de最zui新xin發fa展zhan趨qu勢shi無wu疑yi對dui電dian子zi係xi統tong設she計ji將jiang產chan生sheng深shen刻ke的de影ying響xiang
，本ben文wen試shi圖tu說shuo明ming
，一yi些xie新xin興xing的de技ji術shu趨qu勢shi有you可ke能neng顛dian覆fu傳chuan統tong的de天tian線xian設she計ji方fang式shi
、方法和流程。

新型屏蔽材料—顛覆傳統的天線設計流程
萊爾德科技公司(Laird Technology)是無線天線
、電磁(EMI)屏蔽材料
、qichetianxianhereguanlijiejuefangandenglingyudeshejigongsihezhizaoshang。gaigongsidezhuanjiarenwei，zaibatianxianshejidaoxitongzhizhongdeguochengzhong，zuiweizhongyaodewentizhiyishijiejueduidianciganrao(EMI)的屏蔽問題
，如圖2所示紅色部分的設計均與電磁幹擾的屏蔽有關。
 

圖2  隨著天線的增加，EMI屏蔽問題的重要性與日俱增
圖片來源：LairdTech公司
以手機為例
，這包括三個主要的方麵：
萊爾德科技公司針對上述三個方麵的問題提出了獨特的解決思路，即在天線設計的過程中綜合考慮EMI屏蔽和熱管理問題。例如
，最近該公司推出的散熱型電路板屏蔽產品T-BLS係列產品就結合電磁幹擾防護和熱管理技術。該全球產品總監 Steve Ulm就jiu表biao示shi，隨sui著zhe各ge種zhong應ying用yong係xi統tong使shi用yong了le更geng多duo的de功gong率lv元yuan件jian以yi及ji封feng裝zhuang密mi度du的de不bu斷duan提ti高gao，先xian進jin的de冷leng卻que技ji術shu變bian得de更geng加jia重zhong要yao，為wei此ci
，需xu要yao用yong獨du特te的de方fang法fa把ba熱re界jie麵mian材cai料liao和he屏ping蔽bi產chan品pin結jie合he起qi來lai

，滿man足zu電dian路lu板ban對dui屏ping蔽bi和he熱re管guan理li的de要yao求qiu。據ju稱cheng
，T-BLS係列產品使用了萊爾德科技的T-flex 600係列導熱填隙材料。

除了把熱界麵材料和屏蔽產品結合起來之外，近來國際上出現了利用有機屏蔽材料(OSM)來抑製電磁波幹擾的發展趨勢。這種采用富勒烯形式的純有機材料在特殊變性處理後形成導電的塑料，在特殊的電磁波屏蔽方麵—尤其在高頻、微波頻段—具有吸收和屏蔽作用
，因此，正在保形天線設計中獲得日益廣泛的應用。

在材料的研究和應用方麵，一些發達國家，特別是美國
、英國
、日(ri)本(ben)，進(jin)行(xing)了(le)大(da)量(liang)的(de)有(you)關(guan)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)材(cai)料(liao)的(de)理(li)論(lun)和(he)應(ying)用(yong)的(de)研(yan)究(jiu)，已(yi)經(jing)形(xing)成(cheng)了(le)生(sheng)產(chan)各(ge)種(zhong)類(lei)別(bie)和(he)係(xi)列(lie)規(gui)格(ge)的(de)電(dian)磁(ci)屏(ping)蔽(bi)材(cai)料(liao)產(chan)業(ye)。目(mu)前(qian)，已(yi)有(you)單(dan)層(ceng)Ag及Ag包覆層的塗料
、Ni塗料、Cu塗料，Ni-P合金鍍層及Al濺射層，泡沫金屬，各種襯墊、導電膠
、屏蔽窗以及各種金屬纖維(或粉末)或碳黑和磁性鐵氧體粉填充塑料等係列電磁屏蔽材料產品。其中，以塗料為主導產品
，其屏蔽效能達到40dB以上。

muqian
，guowaidefazhanqushishikaifaduozuyuanzhengtihuoduocengfuhepingbicailiao。suizhebianxiewuxianshebeidepujiyingyong

，jiyuxinxingdiancipingbicailiaosuokaifadeyixiliebancaijichanpindeshichangyouwanggaosuchengchang。

人工磁導體(AMC)—孕育天線設計技術革命
在軟件無線電技術中要采用直接變頻技術，它的三個關鍵技術是天線
、基帶處理和RF下行變換技術。在直接變頻方案中
，接收和發射機彼此之間非常敏感
，因此
，對隔離度要求很高。

為此
，美國的若幹企業研究了一種基於磁場隔離和RF MEMS的天線可重配置技術，其核心技術是一種采用MEMS技術製造的人工磁導體AMC(artifical magnetic conductor)，其特點在於磁場在導體的邊界為零，因而，很容易將線天線直接做在AMC表麵的頂層
，從而在獲得高效輻射的同時使天線和電路板、手機和用戶頭部及手臂之間的隔離度非常高。

此外，高隔離度的最重大意義在於：在用AMC製zhi成cheng的de接jie地di板ban上shang能neng將jiang兩liang付fu線xian天tian線xian背bei靠kao背bei安an裝zhuang在zai非fei常chang小xiao的de空kong間jian內nei
，彼bi此ci之zhi間jian幾ji乎hu不bu存cun在zai幹gan擾rao，從cong而er有you可ke能neng將jiang收shou發fa天tian線xian單dan獨du製zhi作zuo並bing放fang在zai一yi個ge器qi件jian之zhi內nei並bing消xiao除chu收shou發fa天tian線xian之zhi間jian的de相xiang互hu幹gan擾rao，收shou發fa天tian線xian的de匹pi配pei也ye更geng為wei容rong易yi。此ci外wai
，開kai關guan到dao前qian端duan之zhi間jian的de多duo工gong器qi、濾波器等也因實現了收發天線的相互獨立工作而可以省略。 結合相應的自動調諧電路，可配置天線技術可以實現很寬的工作頻率。

例如，Thomson矽器件公司就展示了這麼一種直接嵌入到PCB夾(jia)層(ceng)中(zhong)的(de)天(tian)線(xian)，電(dian)子(zi)線(xian)路(lu)部(bu)分(fen)則(ze)做(zuo)在(zai)同(tong)一(yi)塊(kuai)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)。據(ju)其(qi)技(ji)術(shu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi)
，其(qi)中(zhong)
，就(jiu)集(ji)成(cheng)了(le)兩(liang)副(fu)不(bu)同(tong)頻(pin)率(lv)的(de)天(tian)線(xian)。由(you)此(ci)可(ke)見(jian)，天(tian)線(xian)設(she)計(ji)領(ling)域(yu)已(yi)經(jing)悄(qiao)然(ran)發(fa)生(sheng)的(de)變(bian)化(hua)。

除此之外，傳統的天線設計過程中
，設計工程師必須等待電子係統內部的其它元件位置固定下來
，才能開展天線設計。據報道，基於AMC技術的天線具有控製RF信號傳播路徑的獨特能力，因而，允許電子係統設計人員根據產品的大小
、外形和內部元件進行定製天線設計。正如e-tenna公司的專家所表示
，這是天線設計中的真正突破所在。

AMC技術近兩年來受到越來越多的關注，國外企業已經在相關設計
、製造和測試技術上展開了專利布局。另外，從半導體廠家提供的MIMO(多輸入多輸出)收發器來看，RF前端的電路部分正在走向成熟，因此，將為嵌入式可重配置天線技術的應用提供廣闊的發展空間，基於人工磁導體(AMC)的天線設計有望成為重要的設計趨勢，並將對整個電子設計
、製造和測試行業產生重要的影響。

多天線集成能力—天線設計領域的顛覆性變化
如圖3所suo示shi是shi未wei來lai兩liang年nian多duo種zhong無wu線xian技ji術shu標biao準zhun在zai手shou機ji上shang聚ju合he的de概gai念nian圖tu，從cong圖tu中zhong可ke見jian聚ju合he的de發fa展zhan方fang向xiang很hen多duo，這zhe種zhong多duo樣yang化hua應ying用yong的de需xu求qiu對dui多duo天tian線xian集ji成cheng設she計ji提ti出chu了le要yao求qiu。
 

圖3 未來便攜無線設備將是多種技術融合的平台
在此，值得關注的是Ethertronics公司的獨特的隔離磁偶極子天線(Isolated Magnetic Dipole, IMD)。據該公司市場營銷副總裁Rick Segil介紹
，利用其創新的IMD技術
，係統製造商能夠把越來越多的功能集成到它們的設備之中，並持續縮小整個手機和其它便攜無線設備的外形尺寸。

采用IMD技術設計的天線的主要特色在於：
*限製天線單元上的電流；
*優化天線的隔離以提供更多的天線集成能力
；
*以更緊湊的形狀因子實現最小化SAR(輻射吸收率)；
*容許RF工程師獨立地調節天線和天線的饋線；
據該公司介紹，利用IMD技術可以把蜂窩電話
、移動電視接收機、GPS、藍牙

、WiFi和WiMAX的de多duo種zhong天tian線xian都dou可ke以yi集ji成cheng在zai一yi起qi，從cong而er為wei便bian攜xie無wu線xian設she備bei提ti供gong更geng為wei強qiang大da的de功gong能neng，這zhe毫hao無wu疑yi問wen是shi便bian攜xie無wu線xian設she備bei天tian線xian設she計ji領ling域yu最zui具ju有you顛dian覆fu性xing意yi義yi的de趨qu勢shi。
 

圖4 IMD天線與傳統的PiFA的比較
Rick Segil表示
，今後天線設計的發展趨勢是“5個頻段(850/900/1800/1900/2100)的集成構成主蜂窩電話天線
，並結合多個二級天線，包括GPS和藍牙天線等等。”他強調說， Ethertronics公司的IMD技術與其它技術的差異在於：具有更好的選擇性和較高的隔離性能，能夠降低整體的耦合效應。

結語
隨著多種天線在便攜無線設備上的聚合可見，傳統的“各自為政”式的天線設計方法將難以適應發展的需要。在多天線便攜無線設備的設計中，天線設計、diancipingbihereguanlidexietongshejijiangduiguoqudeshejifangfaheliuchengchanshengchongji，zhideshejixingyeguanzhu。suizhexincailiaohetianxianshejixinjishudefazhan，duotianxianjichengnenglijiangweidianzixitongzhizaoshangjinxingshejichuangxintigonggengduodexuanze。
需要注意的是：隨sui著zhe多duo天tian線xian集ji成cheng技ji術shu的de發fa展zhan，天tian線xian設she計ji將jiang比bi以yi往wang任ren何he時shi候hou都dou要yao複fu雜za，需xu要yao從cong事shi信xin號hao處chu理li與yu天tian線xian設she計ji的de企qi業ye開kai展zhan合he作zuo，才cai能neng發fa揮hui多duo天tian線xian集ji成cheng所suo帶dai來lai的de好hao處chu，例li如ru，TI與ArrayComm攜xie手shou開kai發fa無wu線xian局ju端duan應ying用yong的de智zhi能neng天tian線xian技ji術shu，標biao誌zhi著zhe多duo種zhong天tian線xian聚ju合he起qi來lai之zhi後hou
，最zui為wei關guan鍵jian的de是shi信xin號hao處chu理li，它ta對dui於yu提ti高gao網wang絡luo覆fu蓋gai的de質zhi量liang有you著zhe舉ju足zu輕qing重zhong的de作zuo用yong，與yu此ci同tong時shi，也ye將jiang對dui整zheng個ge設she計ji鏈lian產chan生sheng深shen遠yuan的de影ying響xiang和he變bian革ge。