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在手機製造商中，為什麼大家公認NOKIA的手機信號好呢？為什麼大家都認為MOTO的手機信號好且性能穩定呢？主要原因是NOKIA和MOTO等大公司在天線與RF方面的設計流程的理念與國內廠商不一樣。像MOTO公司所要主張的那樣，手機設計首先要保證信號好，即RF性能好；其次要保證音頻性能好，話都聽不清打什麼電話呢？所以，在他們的初期方案中就包含了與天線相關的基於外觀、主板、結構等的總體環境設計。由於外觀、主板、結構、天線是作為一個整體，提供給天線的預留空間及內部的RF環境十分合理，所以天線性能優越也在情理之中。
反觀國內的手機設計，負責項目管理和主持項目設計的人員對天線的認識不足，同時受結構方案和外形至上的制約，到最後來「配」天線，對天線的調試匹配佔了整個天線設計流程的大部份時間，這與包含天線的整體方案設計有本質的區別，往往就導致留給天線的面積和體積不足，或在天線下面安置喇叭、攝像頭、馬達、FPC排線等元件，造成天線性能下降。實際上，如果在方案預研和總體設計階段，讓RF與天線方面的技術人員有效參與進來，進行有效的RF和天線設計溝通和評估，ID、結構、RF設計兼顧天線和整體性能，那麼設計出優質的手機產品有什麼難的呢？
一、內置天線對於手機整體設計的通用要求
主板
a. 布線 在關聯RF的布線時要注意轉彎處運用45度角走線或圓弧處理，做好鋪地隔離和走線的特性阻抗仿真。同時RF地要合理設計，RF信號走線的參考地平面要找對（六層板目前的大部份以第三層做完整的地參考面），並保證RF信號走線時信號回流路徑最短，並且RF信號線與地之間的相應層沒有其它走線影響它（主要是方便PCB布線的微帶線阻抗的計算和仿真）。PCB板和地的邊緣要打「地牆」。從RF模塊引出的天線饋源微帶線，為防止走線阻抗難以控制，減少損耗，不要布在PCB的中間層，設計在TOP面為宜，其參考層應該是完整地參考面。並且在與屏蔽盒交叉處屏蔽盒要做開槽避讓設計，以防短路和旁路耦合。天線RF饋電焊盤應採用圓角矩形盤，通常尺寸為3×4mm，焊盤含周邊?0.8mm的面積下PCB所有層面不布銅。雙饋點時RF與地焊盤的中心距應在4～5mm之間。
b. 布板RF模塊附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，屏蔽盒盡量規整一體，同時少開散熱孔。最忌諱長條形狀孔槽。含金屬結構的元件，如喇叭、馬達、攝像頭基板等金屬要盡量接地。對於折疊和滑蓋機，應避免設計長度較長的FPC（FPC走線的時鐘信號及其倍頻容易成為帶內雜散干擾），最好兩面加接地屏蔽層。
c. 常見問題
對於傳導接收靈敏已經滿足要求（或非常優秀）但整機接收靈敏度差的情況，特別是PIFA天線，其輻射體的面積和形式還是對輻射接收靈敏度有一定的影響，可以在天線方面做改進。
整機雜散問題原因在於天線的空間輻射被主板的金屬元件（包括機殼上天線附近的金屬成分裝飾件）耦合吸收後產生一定量的二次輻射，頻率與金屬件的尺寸關聯。因此要求此類元件有良好的接地，消除或降低二次輻射。整機雜散問題還與天線與RF模塊之間的諧振匹配電路有關，如果諧振匹配電路的穩定性不好，很容易激發產生高次諧波的干擾。
機殼的設計
由於手機內置天線對其附近的介質比較敏感，因此，外殼的設計和天線性能有密切關係。外殼的表面噴塗材料不能含有金屬成分，殼體靠近天線的周圍不要設計任何金屬裝飾件或電鍍件。若有需要，應採用非金屬工藝實現。機殼內側的導電噴塗，應止於距天線20mm處。對於純金屬的電池後蓋，應距天線20mm以上。如採用單極（monopole）天線，面板禁用金屬類殼體及環狀金屬裝飾。電池（含電連接座）與天線的距離應設計在5mm以上。
二、手機內置天線的分類
1. PIFA皮法天線
a. 天線結構
輻射體面積550～600mm2，與PCB主板TOP面的距離（高度）6～7mm。天線與主板有兩個饋電點，一個是天線模塊輸出，另一個是RF地。天線的位置在手機頂部。PIFA皮法天線如按要求設計環境結構，電性能相當優越，包括SAR指標，是內置天線首選方案。
適用於有一定厚度手機產品，折疊、滑蓋、旋蓋、直板機。
b. 主板
天線投影區域內有完整的鋪地，同時不要天線側安排元器件，特別是馬達、SPEAKER、RECEIVER、FPC排線、LDO等較大金屬結構的元件和低頻驅動器件。它們對天線的電性性能有很大的負面影響.
c.天線的饋源位置和間距
一般建議設計在左上方或右上方；間距在4～5mm之間。
2. PIFA天線的幾種結構方式
a.支架式
天線由塑膠支架和金屬片（輻射體）組成。金屬片與塑膠支架採用熱熔方式固定。塑膠常用ABS或PC材料，金屬常用鈹銅、磷銅、不銹鋼片。也可用FPC，但主板上要加兩個PIN，這兩項的成本稍高。
b. 貼附式
直接將金屬片（輻射體）貼附在手機背殼上。固定方式一般用熱熔結構。也有用背膠方式的，由於結構不很穩定，很少採用。FPC也如此。
3. MONOPOLE單極天線
a. 天線結構
輻射體面積300～350mm2，與PCB主板TOP面的距離（高度）3～4mm，天線輻射體與PCB的相對距離應大於2mm以上。天線與主板只有一個饋電點，是模塊輸出。天線的位置在手機頂部或底部。
MONOPOLE單極天線如按要求設計環境結構，電性能可達到較高的水平。缺點是SAR稍高。不適用折疊、滑蓋機，在直板機和超薄直板機上有優勢。
b. 主板
天線投影區域不能有鋪地，或無PCB，同時也不要安排馬達、SPEAKER、RECEIVER等較大金屬結構的元件。由於單極天線的電性能對金屬特別敏感，甚至無法實現。
c. 天線的饋源位置饋電點的位置
與PIFA方式有區別。一般建議設計在天線的四個角上。
4. MONOPOLE單極天線的幾種結構方式
a. 與PIFA天線相同，有支架式、貼附式。
b. PCB式MONOPOLE單極天線的輻射體採用PCB板，與主板的饋電有簧片和PIN方式，熱熔在塑膠支架上。還可以在機殼上做定位卡勾安裝。
c. 特殊結構天線設計在手機頂部立面（厚度）上，用金屬絲成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他們為天線設計的金屬空白區域很大，實際上這是屬於天線的一部分。國內仿製失敗的原因是沒有給這個金屬空白區域。這種形式環境設計和天線設計均有難度，需慎重選擇。另一種是稱為「假內置」的形式，相當於將外置天線移到機內，體積很小，用PCB或陶瓷材料製成。這種天線帶寬、輻射性能較差、成本高，不建議採用。
三、手機內置天線形式比較
這裡簡單比較一下兩種主流PIFA皮法和MONOPOLE單極天線，以及分別適用的機型結構：
有效面積mm2 距主板mm 天線投影下方 天線饋源 天線體積 電性能 SAR
皮法 600 7 有地 2 大 很好 低
單極 350 4 無地 1 小 好 稍高
折疊機 滑蓋機 旋蓋機 直板機 超薄折疊機 超薄直板機
PIFA 適用 適用 適用 適用 不適用 不適用
單極 不適用 不適用 不適用 適用 適用定制 適用
四、很多情況下，手機設計公司因為某一款機型的天線性能未達標，而被迫更換天線公司，結果也未盡人意，項目進程延遲。但此時的造型、機殼模具、主板可變化的空間很小，最終勉強上市，或推翻該方案，造成很大的損失。因此，建議在手機方案設計時，尤其在產品造型和結構設計階段讓天線工程師參與進來，對天線相關的一些方案提出建議，共同研討，設計出比較合理的外觀造型和射頻環境結構，提高天線的電性能指標，使手機產品在整體性能方面有較高的品質。希望上述內容能對手機方案設計、特別是有關天線環境的設計有參考價值，加強手機方案設計的各專業工程師對天線特性更深入的瞭解，減少項目在時間、人力物力方面的損失。
反觀國內的手機設計，負責項目管理和主持項目設計的人員對天線的認識不足，同時受結構方案和外形至上的制約，到最後來「配」天線，對天線的調試匹配佔了整個天線設計流程的大部份時間，這與包含天線的整體方案設計有本質的區別，往往就導致留給天線的面積和體積不足，或在天線下面安置喇叭、攝像頭、馬達、FPC排線等元件，造成天線性能下降。實際上，如果在方案預研和總體設計階段，讓RF與天線方面的技術人員有效參與進來，進行有效的RF和天線設計溝通和評估，ID、結構、RF設計兼顧天線和整體性能，那麼設計出優質的手機產品有什麼難的呢？
一、內置天線對於手機整體設計的通用要求
主板
a. 布線 在關聯RF的布線時要注意轉彎處運用45度角走線或圓弧處理，做好鋪地隔離和走線的特性阻抗仿真。同時RF地要合理設計，RF信號走線的參考地平面要找對（六層板目前的大部份以第三層做完整的地參考面），並保證RF信號走線時信號回流路徑最短，並且RF信號線與地之間的相應層沒有其它走線影響它（主要是方便PCB布線的微帶線阻抗的計算和仿真）。PCB板和地的邊緣要打「地牆」。從RF模塊引出的天線饋源微帶線，為防止走線阻抗難以控制，減少損耗，不要布在PCB的中間層，設計在TOP面為宜，其參考層應該是完整地參考面。並且在與屏蔽盒交叉處屏蔽盒要做開槽避讓設計，以防短路和旁路耦合。天線RF饋電焊盤應採用圓角矩形盤，通常尺寸為3×4mm，焊盤含周邊?0.8mm的面積下PCB所有層面不布銅。雙饋點時RF與地焊盤的中心距應在4～5mm之間。
b. 布板RF模塊附近避免安置一些零散的非屏蔽元件，屏蔽盒盡量規整一體，同時少開散熱孔。最忌諱長條形狀孔槽。含金屬結構的元件，如喇叭、馬達、攝像頭基板等金屬要盡量接地。對於折疊和滑蓋機，應避免設計長度較長的FPC（FPC走線的時鐘信號及其倍頻容易成為帶內雜散干擾），最好兩面加接地屏蔽層。
c. 常見問題
對於傳導接收靈敏已經滿足要求（或非常優秀）但整機接收靈敏度差的情況，特別是PIFA天線，其輻射體的面積和形式還是對輻射接收靈敏度有一定的影響，可以在天線方面做改進。
整機雜散問題原因在於天線的空間輻射被主板的金屬元件（包括機殼上天線附近的金屬成分裝飾件）耦合吸收後產生一定量的二次輻射，頻率與金屬件的尺寸關聯。因此要求此類元件有良好的接地，消除或降低二次輻射。整機雜散問題還與天線與RF模塊之間的諧振匹配電路有關，如果諧振匹配電路的穩定性不好，很容易激發產生高次諧波的干擾。
機殼的設計
由於手機內置天線對其附近的介質比較敏感，因此，外殼的設計和天線性能有密切關係。外殼的表面噴塗材料不能含有金屬成分，殼體靠近天線的周圍不要設計任何金屬裝飾件或電鍍件。若有需要，應採用非金屬工藝實現。機殼內側的導電噴塗，應止於距天線20mm處。對於純金屬的電池後蓋，應距天線20mm以上。如採用單極（monopole）天線，面板禁用金屬類殼體及環狀金屬裝飾。電池（含電連接座）與天線的距離應設計在5mm以上。
二、手機內置天線的分類
1. PIFA皮法天線
a. 天線結構
輻射體面積550～600mm2，與PCB主板TOP面的距離（高度）6～7mm。天線與主板有兩個饋電點，一個是天線模塊輸出，另一個是RF地。天線的位置在手機頂部。PIFA皮法天線如按要求設計環境結構，電性能相當優越，包括SAR指標，是內置天線首選方案。
適用於有一定厚度手機產品，折疊、滑蓋、旋蓋、直板機。
b. 主板
天線投影區域內有完整的鋪地，同時不要天線側安排元器件，特別是馬達、SPEAKER、RECEIVER、FPC排線、LDO等較大金屬結構的元件和低頻驅動器件。它們對天線的電性性能有很大的負面影響.
c.天線的饋源位置和間距
一般建議設計在左上方或右上方；間距在4～5mm之間。
2. PIFA天線的幾種結構方式
a.支架式
天線由塑膠支架和金屬片（輻射體）組成。金屬片與塑膠支架採用熱熔方式固定。塑膠常用ABS或PC材料，金屬常用鈹銅、磷銅、不銹鋼片。也可用FPC，但主板上要加兩個PIN，這兩項的成本稍高。
b. 貼附式
直接將金屬片（輻射體）貼附在手機背殼上。固定方式一般用熱熔結構。也有用背膠方式的，由於結構不很穩定，很少採用。FPC也如此。
3. MONOPOLE單極天線
a. 天線結構
輻射體面積300～350mm2，與PCB主板TOP面的距離（高度）3～4mm，天線輻射體與PCB的相對距離應大於2mm以上。天線與主板只有一個饋電點，是模塊輸出。天線的位置在手機頂部或底部。
MONOPOLE單極天線如按要求設計環境結構，電性能可達到較高的水平。缺點是SAR稍高。不適用折疊、滑蓋機，在直板機和超薄直板機上有優勢。
b. 主板
天線投影區域不能有鋪地，或無PCB，同時也不要安排馬達、SPEAKER、RECEIVER等較大金屬結構的元件。由於單極天線的電性能對金屬特別敏感，甚至無法實現。
c. 天線的饋源位置饋電點的位置
與PIFA方式有區別。一般建議設計在天線的四個角上。
4. MONOPOLE單極天線的幾種結構方式
a. 與PIFA天線相同，有支架式、貼附式。
b. PCB式MONOPOLE單極天線的輻射體採用PCB板，與主板的饋電有簧片和PIN方式，熱熔在塑膠支架上。還可以在機殼上做定位卡勾安裝。
c. 特殊結構天線設計在手機頂部立面（厚度）上，用金屬絲成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他們為天線設計的金屬空白區域很大，實際上這是屬於天線的一部分。國內仿製失敗的原因是沒有給這個金屬空白區域。這種形式環境設計和天線設計均有難度，需慎重選擇。另一種是稱為「假內置」的形式，相當於將外置天線移到機內，體積很小，用PCB或陶瓷材料製成。這種天線帶寬、輻射性能較差、成本高，不建議採用。
三、手機內置天線形式比較
這裡簡單比較一下兩種主流PIFA皮法和MONOPOLE單極天線，以及分別適用的機型結構：
有效面積mm2 距主板mm 天線投影下方 天線饋源 天線體積 電性能 SAR
皮法 600 7 有地 2 大 很好 低
單極 350 4 無地 1 小 好 稍高
折疊機 滑蓋機 旋蓋機 直板機 超薄折疊機 超薄直板機
PIFA 適用 適用 適用 適用 不適用 不適用
單極 不適用 不適用 不適用 適用 適用定制 適用
四、很多情況下，手機設計公司因為某一款機型的天線性能未達標，而被迫更換天線公司，結果也未盡人意，項目進程延遲。但此時的造型、機殼模具、主板可變化的空間很小，最終勉強上市，或推翻該方案，造成很大的損失。因此，建議在手機方案設計時，尤其在產品造型和結構設計階段讓天線工程師參與進來，對天線相關的一些方案提出建議，共同研討，設計出比較合理的外觀造型和射頻環境結構，提高天線的電性能指標，使手機產品在整體性能方面有較高的品質。希望上述內容能對手機方案設計、特別是有關天線環境的設計有參考價值，加強手機方案設計的各專業工程師對天線特性更深入的瞭解，減少項目在時間、人力物力方面的損失。
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