针对移动运用的天线规划正变得越来越杂乱，需求灵敏的MEMS技能来满意集成新特性和新运用的要求。
电视接纳等新运用和新特性被不断地集成到无线器材中。此外，无线技能，包含局域网（Wi-Fi）、宽带无线接入（WiMAX）、数字电视（DVB-H）、全球定位体系（GPS）、超宽带（UWB）和多重输入多重输出（MIMO）等，都有望改进功用、扩展频段规模和增强吞吐量，但一同也对所需天线的本钱、尺度和功用提出严峻的应战。跟着客户对无线设备需求的添加，市调公司Frost &Sullivan估计到2012年，仅北美一地的移动天线商场就将到达9.053亿美元。
每种作业在特定频段规模内的无线标准，都要求它们自己的天线规划能够供给最优的功用。除标准的蜂窝射频之外，这些独立的无线网络严密相邻，会引起自相搅扰的增大，功用、音质或数据率的下降，或导致掉线。这个问题由于细长的波形因数而变得愈加严峻，行将天线密布地放在一同并交给客户运用，而比吸收率（specific absorpTIon rate，SAR）约束则会影响相同天线的辐射办法和输出能量（图1）。
针对这些应战的一种有吸引力
的处理计划是使天线变得动态可调谐。这种办法的长处许多，包含能够减小独立天线的尺度，并使单个天线成为多频带天线，即单个天线能够支撑多重频率，和/或使来自电话内其它射频器材的近场搅扰对天线的影响更小。更好的是，移动终端架构需求添加额定的天线来支撑客户不断要求的新特性和新功用，而可调的天线则能够去除对额定天线的需求。
射频微机电体系（RF-MEMS）是一种新式的技能，它能够为规划者供给制作可调天线所需的首要组件。运用根据RF-MEMS的有源天线体系，与运用传统技能完成的器材比较，未来的多频带、多特征参量的无线器材将变得更小、功用更佳、能耗更低。
移动终端天线的应战
无线通讯的前进引发了更多关于不同作业环境下天线功用的研讨。跟着频带更宽的新通讯体系的引进，单频带的无线终端发展为多频带、多办法和现在的多功用器材。别的，移动终端的尺度现已缩小到比一副扑克牌还要小。一同，内置天线因其漂亮细巧而成为发送设备的首选。一切这些改动，再加上移动电话用户关于吸收能量的严厉约束，发生了改进天线以契合日益变小的渠道的需求。为了应对这些应战，天线和移动终端供货商不断地打破这些约束，让这些小尺度天线能够在不同的频段和通讯办法下有效地发送和承受射频波（图2）。
关于天线的挑选，不管内置或外置、小仍是大，都会推进对底板规划的不同考虑。一般来说，较大的天线元件能够供给更大的增益和更宽的频带呼应。并且相同巨细的天线也能够在动态环境下作业杰出，比方当一个无线设备接近人的头部的时分。在这种情况下，抱负的50欧姆的发送阻抗会细微地改动，经过相应的全体输出能量的细小改动就能够补偿功率放大器的输出。可是，当天线元件较小时，它在一般作业条件下或许体现杰出，但这是以较低的增益和对给定宽带较差的环境灵敏度为价值的。以人的头部为例，小尺度天线的反应阻抗或许会改动5倍以上，这迫使体系驱动功率放大器比一般情况下输出更大来进行补偿，然后引起功耗上升、电池寿数缩短。
此外，将小尺度天线放在移动电话的PCB板上时，天线的尺度、形状和方位会对其功用发生很大的影响。底板会影响带宽、辐射功率和内置移动电话天线的比吸收率。因而，除了阻抗带宽之外，通话方位的辐射功率和吸收率激烈地依赖于电话底板的参数。这常常使得人们在规划周期快结束时被逼从头进行规划，有时乃至会在类型测验之后返工，然后推迟了产品的量产时刻。
SAR约束的考虑
长期以来，移动电话规划者一向在寻觅使电话天线能够在任何情况下都作业杰出的辐射办法。可是，由于SAR要求的约束，例如美国的辐射约束为每克人体安排下的辐射量不超越1.6W/kg，这意味着大部分发送能量有必要远离头部来辐射，并且假如天线是全方向发送的，那么它的全体能量有必要很低。为了对此进行补偿，天线规划者有必要细心地界说组成天线的金属的形状或图画，使天线沿着垂直面和平行面辐射来减小对人体安排和来自于人体安排的影响。他们运用电脑模型来猜测当人们通话时，移动电话在不同条件或方位下的功用。简而言之，SAR约束导致对天线辐射能量的规划考虑，并影响到它的形状、尺度和在电话中的方位。
匹配和带宽的考虑
抱负的天线应该在任何环境下的一切频段中都具有50Ω的阻抗，但一般情况下很少如此，由于要用单个天线来支撑多达六种的不同频段。天线规划者常常遭到作业频段下的功率和尺度等约束。另一方面，功率放大器（power amplifier，PA）制作商总是将他们的放大器规划成驱动50Ω的负载。这给移动电话规划者提出了将天线负载与PA进行匹配的使命。与电容和电感等固定无源器材匹配的阻抗，首要用
于处理天线与PA之间不匹配的问题。这样的无源网络是经过折衷权衡的，其功用低于规划值，由于匹配网络是固定的，这约束了它们在一切频段的匹配才能。匹配网络也会导致能量的丢失。规划者经过运用两个或多个窄带放大器来进行补偿，每个窄带放大器都有自己的天线匹配网络。
搅扰问题
当一个天线发送不想要的信号（不管何种频率）时，就会发生搅扰，但不管怎样依然会被另一个天线接纳。当移动电话彼此接近时就会发生搅扰，移动电话规划者早就观察到这个现象，并且选用多种电路与操控技能来处理搅扰问题。直到最近，电话在进行蜂窝通话时只运用一个天线，或许还有第二个天线用于蓝牙，而现在则或许有第三个用于GPS。这些多功用蜂窝电话一般带有与蓝牙和GPS天线阻隔的蜂窝天线。跟着新标准和其它特性的呈现（图2），蜂窝电话携载宽带，乃至包含CDMA和GSM等竞赛技能变得很有必要。再加上蓝牙、WiFi和很快将被选用的WiMAX，移动电话规划者所面对的移动终端上会包含越来越多的天线。跟着UWB和MIMO收发器等个人和局域网技能的长足前进，蜂窝电话开发者现已意识到严峻的搅扰问题在等着他们。
很早就在向各个方向发送信号的固定系
统中观察到搅扰，例如WiFi，当具有相同能量和频率的两个发送器彼此挨近时就会发生搅扰。一般选用时刻分配、定向发送、多样化和/或跳频来处理这个问题。但移动电话的规划远没有这样高的灵敏性，这是由于器材的移动性和存在不行猜测的其它搅扰源，比方移动电话、局域网和蓝牙等，以及小尺度的移动电话和高接纳灵敏度的要求。运用超高Q过滤（SAW、FBAR和/或空腔）来维护接纳器免受搅扰，并且整理发送以尽或许地下降发生搅扰的或许性。不幸的是，这要求每个作业办法/频段都至少有一对额定的固定滤波器，这会增大移动电话的本钱和尺度。这些滤波器所要过滤的信号或许来自于同一渠道的其它天线，可是附近的天线之间或许发生彼此搅扰（图3）。密布的天线或许会引起天线到天线的直接耦合，这就需求更严厉的滤波器标准，然后使滤波器的杂乱度和本钱上升。假如天线与RF途径耦合，那么固定滤波器或许很难起作用，由于滤波器是无法与RF途径阻隔的，可是PCB屏蔽层有助于将这种耦合效应降到最低。
滤波器和屏蔽层能够有效地减小搅扰和天线耦合，可是它们会增大损耗和本钱，然后影响天线的发送功用。每个发送途径上的损耗能够高达1-2dB。这再一次要求用PA来更为困难地进行补偿。
天线调谐
一个宽带天线被规划成作业在所需频带时状况最佳，它在方针频带内作业并进行优化，但它的功率低于单频带天线。此外，将小尺度的内置天线用于具有细长的波形因数的移动电话，会使功用进一步下降。将小尺度天线放在调谐网络中进行调理，是提高其多频带功用的一种办法。运用变容二极管等可变器材能够在某一频带内对天线进行调谐。经过测验和建模能够获取变容二极管在多频带内作业的最优值，然后能够用软件来提取这些值，并放入所需网络中。
天线调谐能够改进宽带的功用。但不幸的是，由于调谐天线的作用比不上天然谐振的天线，所以调谐会下降功用。这是由于调谐网络自身会带来额定的损耗。
总而言之，搅扰的耦合、细长的波形因数、内置天线、SAR约束和不断添加的多频带/多功用挑选，使蜂窝电话天线处理计划的开发成为一个十分杂乱的难题。无线移动电话的规划者现已在这些约束条件下开宣布终端，并将持续开发下去。一同，无线运用的远景明确地要求有一种新办法能够满意顾客和携带者的需求。
运用 RF-MEMS
MEMS的运用从1970年就开端了，其时是汽车产业首要用它们作为压力传感器。后来，汽车产业将MEMS用作磕碰安全气囊的加速度传感器。今日，根据MEMS的器材现已在宽屏电视、移动电话麦克风和GPS东西中找到了用武之地。
关于RF运用而言，MEMS器材十分有期望用作现有计划的小尺度、高功用代替挑选，并下降资料的本钱，并且仍是完成更密布功用集成的一种途径。不断生长的移动电话商场，与不断演化的多频带/多模态电话问题一同，现已使多功用无线器材规划者对用MEMS来处理他们所面对的严峻问题发生了稠密的爱好。
RF-MEMS器材有许多形状和办法。有些像悬臂桥的微型版别，而另一些则或许仿照蹦床（图4）。它们的几许尺度一般为数十到数百微米。这样的尺度使这些器材十分有吸引力，由于它们使得在1 mm2或更小的空间内完成杂乱的电路处理计划成为或许。此外，能够改动MEMS来完成各种不同的可调微运用，比方滤波器和放大器。
可调天线和MEMS
一般将离散的固定天线调谐用于移动终端中，然后使给定天线合适每个移动电话渠道，可是常常无法对不同频带和作业环境下的负载进行最优匹配。这会使得天线的最大功率下降、发送能耗上升、接纳灵敏度下降。长期以来，GaAs变容二极管等可变的RF组件在某些运用中一向体现杰出。
可是，由于不行承受的插入损耗和由此导致的电路线性度下降，使它们无法运用到可调谐前端和天线中。所以关于一切直接耦合到天线上元件而言，线性度十分要害，由于没有滤波器来整理发送信号或避免接纳信号被发送信号调制。
经过运用数字挑选办法的MEMS电容器材，MEMS数字可调IC供给了一种代替变容二极管的高功用挑选。这些可调理电容器的制作开端于两个金属板，其间一个在硅芯片外表，在其上方几微米处则悬浮着另一个。经过改动这两个金属板之间的间隔能够调理它们之间的电容，而使用外加静电场的吸引力以使悬浮的金属板上下移动，则能够很准确地改动电容值。这些电容元件的阵列组成调谐矩阵，能够用来很准确地操控电容体系。实际上，对变容二极管进行准确的数字近似现已成为或许，并且还具有近乎完美的线性度和比传统模仿处理计划更宽的调谐规模。
天线调谐器材的一种运用办法是选用一个谐振或阻抗可调（RLC）电路，以使可变电容能够调理功率放大器和天线之间的杂乱阻抗。根本的办法如图5所示，其间经过RF-MEMS技能将可调电容和准确电感集成到一同。
RF-MEMS的开发人员正在尽力证明根据RF-MEMS的可调IC将变成移动电话
的首要组件。可调天线器材是它的一个要害运用，由于能够使用RF-MEMS的功用和简单集成的长处。这种处理计划有助于下降搅扰的影响，一同能够使一个尺度更小的多频带天线在大多数情况下都作业杰出。
RF-MEMS产品有望为移动电话的规划办法带来巨大的改动。使用RF-MEMS技能能够生产出小尺度、低本钱、高功用的可调谐RF IC，它能够完成多种功用，包含高功率的可调放大器、可调滤波器和智能天线等。
