根据IML工艺的天线规划办法

1 导言

IML（IN MOLDING LABEL）即模内镶件注塑，是集丝网印刷、成型和注塑相结合的一种新型模内装修技能。现在该工艺在装修产品上已经有广泛使用，使用到天线规划上可节省空间，简化出产流程，具有很大的潜在开展才能。IML技能不光改进产品的质量，还为产品立异拓宽了空间，提升了产品的附加值。

本文选用的IML工艺是将天线镶嵌在手机后壳里，具有安稳和耐磨性的一起也对天线的调试形成了很大的不方便。为了战胜调试上的这种困难，咱们选用安捷伦公司的AMDS软件对天线进行模仿仿真，在该软件中能够很直观地看到手机中各个器材，且能做到对几微米厚度资料的模仿，得到的成果和实测成果有高度的共同性。一起也能够在规划前期找到天线的敏感区，下降出产中的不良率，下降出产危险，把握天线的SAR，HAC等根本参数，为终究规划调试供给牢靠的理论支撑，削减规划周期和本钱。现在该技能已开端使用于集团IML天线的出产开发进程，是卓有成效的规划手法。

2 规划原理及概述

2.1 传统天线规划

在传统的手机天线规划初期，首要用PCB板，天线支架，铜皮制造MOCKUP(图1)，运用网络分析仪来调试天线。这种办法的首要特点是将铜皮贴在支架上，经过改动天线的形状、巨细等进行调试，因而无法调试镶嵌在手机后壳里中的天线，一起也无法测验天线的SAR、HAC等参数，无法习惯新天线的规划要求。

图1 MOCKUP的制造

2.2 IML天线规划

（1）制造IML天线的流程

在天线中使用IML技能是一项新式技能，它是把天线用IML技能集成到手机后壳中，行将天线压入后盖Film薄膜经过成型机Forming成型，再经过剪切后放置到注塑模具内注塑而成。

（2）IML天线优缺陷

长处：因为天线集成到手机后壳里，增加了天线与Speaker及其他射频模块的相对间隔，削减彼此搅扰，进步天线功能；在量产中，简化工艺流程，削减人为因素形成的不良，下降出产本钱，且出产出的天线具有杰出的共同性。

缺陷：IML天线在进行高压成型时因为拉伸效果很简单形成天线的变形，然后影响天线功能；因为天线镶嵌在天线后壳里，后壳的厚度和材质对天线有很大的影响，因而无法用传统的办法进行调试。

（3）处理方案

在传统天线MOCKCUP调试规划手法无法担任这方面的使命时，咱们选用安捷伦公司的AMDS仿真软件来调试IML天线，较好地处理了这一问题。

1）由图2能够看出，在弯曲度大的当地拉伸时的变形量也相对较大，为了减小成型时的变形对天线功能的影响，应尽量将天线的敏感区规划到平面上，经过AMDS的仿真能够很简单地找到天线的敏感区。

2）AMDS软件能够在网格化后很清楚地显现手机壳里的天线形状和尺度，形象地模仿了天线的实在环境，仿真成果准确，且高效快速，能够大幅加快规划开发周期，削减规划本钱。

图2 网格拉伸示意图

3 仿真规划IML天线

3.1 仿真模型树立

仿真的流程是：导入3D 模型→设置资料参数和优先级→模型网格化→设置馈线端口及其它参数→仿真运算→优化规划。

在区分网格时，需求统筹精度和时刻。应将天线、PWB等对天线影响大的器材分网格时要密一些，但要保证模型中的天线尺度和实践尺度要共同。

3.2 调试天线的曲面敏感区

1）全体模型的网格区分:1mm*1mm*1mm.天线网格划:0.3mm*0.2mm*0.2mm.

2）从图3的天线能够看出：该天线的①②部分的弯曲度比较大，在高压成型后的变形大一些，因而咱们需求评价天线这两个部分的敏感度。

图3 手机天线模型

将①部分从边际开端每0.4mm减去一次，共5次，每减一次核算其RL特性曲线。对②重复①的操作。在每次改动其间一部分时，天线其他部分应坚持不变。对天线进行仿真得到RL特性曲线如图4所示：

① 部分每次减0.4mm，减5次的RL仿真成果图

② 部分每次减0.4mm，减5次的RL仿真成果图

图4 RL仿真比较图

从图4中的两幅图中能够看出：①的RL曲线的改动比较大，归于敏感区，因而在规划时应将①的面积尽量削减，以削减在高压成型时天线形状的变形量。归纳天线的规划经历，将①的方位调试到③方位（平面区域）后，再模仿仿真后，天线的功能根本没有改动，可是削减了天线敏感区在易拉伸变形区的面积。经过很多的调试和仿真评价，终究得到的天线为如图5，这样天线敏感区在曲面上的部分转移到平面上，很大程度上削减了在印刷冲压后形成的天线变形，战胜了在天线在IML工艺中最大的难题，为今后的批量出产奠定了杰出的根底。

图5 调试后的终究天线

4 测验和仿真成果

4.1 仿真和测验成果的比较

（1）RL比较

在天线优化规划后，使用DELL490台式电脑（带有一个xFDTD加快卡）进行宽带仿真，耗时58分钟，得到天线的RL。将上述规划的天线经IML工艺出产后测验和仿真的RL比照如图6，从图中能够看到：实测成果和仿真成果根本是共同的，也证明了这种天线规划方案的可行性。

图6 虚线是测验数据，实线是仿真数据

（2）功率的比较

将该模型的的输入馈源，选用点频仿真，并改动相应的频率，经过约32分钟的核算便可得到天线的功率，如表1所示。

表1 功率仿真和测验成果比照

（3）SAR比较

SAR(Specific Absorption Rate)，手机职业中首要重视的是天线对人类头部的影响，SAR值的巨细和手机的辐射功率密切相关。在天线规划中，要尽量削减SAR值，使之经过相应的规范。在软件仿真中，将SAM(头部)模型导入本来模型中，并调理手机和SAM到适宜方位，选用点频馈源仿真。留意：在仿真不同频率SAR时，要改动不同频率下组织液的相对介电常数和导电率，一次核算大约47分钟后得到如表2的仿真成果。

表2 SAR仿真和测验成果比照

从实验室的测验数据看，仿真和测验有很好的共同性。

（4）HAC比较

HAC(Hearing Aid Compatibility)。在进入美国的手机中，有一部分手机需求测验HAC并要经过相应的规范。表3 HAC仿真和测验成果比照

4.2 传统天线规划和仿真技能的比较

从表4能够看出选用软件仿真能够削减规划本钱，缩短产品开发周期，而且能够很好地处理IML技能中的问题。

表4 传统天线规划和仿真技能的比较

5 定论和领会

本文规划了一款依据IML工艺的双频手机天线，因为用IML工艺出产的天线是集成在手机壳里的，难以选用传统办法调试，因而咱们用电磁仿真软件AMDS规划、调试了天线，依据规划出产出了IML天线样品并测出了RL曲线，仿真与测验成果有很好的共同性，验证了咱们的规划的。选用这种新技能，新工艺规划天线能够节省很多的本钱，缩短研制周期，进步产品的竞争力。