全球LTE智能手机的出货量、网络装备以及频谱分配现在迅猛添加，而3GPP电信规范安排也已为LTE规范分配超越40个频段。跟着用户数和通信量的负荷继续加剧，比如ATT(美)和Verizon(美)的首要电信商开端选用LTE-Advanced 载波聚合(Carrier Aggregation)技能以进步网络的速度和容量。3GPP现在已确认愈60种频带组合，其间包含频带内和频带间聚合。
正因如此，智能手机需求优化技能以习惯继续添加的频谱分配计划和载波聚合的可能性。对手机内的LTE射频
而言，这意味着射频有必要能够“调”这些频带傍边的任何一个，而这进一步要求该天线需求在所有频带上坚持高功率体现。
可是说得简略做得难，天线功率的规划远远伤心设定要求。在手机出产史的前期，天线是信号射频体系规划师最终考虑的问题。前期手机体积大，数据率低，加上全球只要4个频带。这些要素保证前期手机的高信号功能体现不成问题。而快进到2015年，跟着而大屏幕和大电池则成为干流，手机现已演进为精细的智能手机。原设备制作商逐步选用多种天线调谐技能以保证LTE在多频带上的信号体现。
图1 手机的演进及相应的天线功率
LTE射频最要害的是射频前端(RFFE)，包含天线及模仿数据处理。RFFE中的功率放大器，滤波器以及电源转化器经规划能够在50欧—天线馈端(天线和RFFE衔接处)的方针阻抗—以最高功率运作。
天线馈端的天线阻抗取决于天线的类型。而移动设备出产中运用最广泛的是双波段PIFA天线。在谐振频率中，天线的馈电点阻抗为纯电阻(PIFA天线大约 90Ω ，偶极子天线约72Ω ，而单极子天线约36 Ω ) 。为了最大极限地进步辐射功率， 运用简略的固定匹配电路能将天线的阻抗匹配为50 Ω，借此进步输入天线功率的辐射。
图2 LTE射频辐射前端(RFFE 或 Radio Frequency Front End) 结构图
业界现在有两种天壤之别的天线调谐办法：
可调式阻抗匹配调谐Tunable Impedance Matching (TIM)
天线孔径调谐Antenna Aperture Tuning (AAT)
运用可调阻抗匹配的办法要求在天线和接收机/发射机之间植入可变匹配网络 。跟着频率改动，天线的阻抗随之改动，天线的阻抗需求调理回RFFE要求的50Ω 。这就需求一个闭环体系监测入射和反射功率或丈量天线阻抗的实部和虚部。根据这些丈量，匹配网络的调谐元件会被调整，继而构成新的天线馈电点阻抗以优化功率传递。
至于天线孔径调谐技能，一个高Q值可变电容被放置在辐射元件的一个恰当的方位。跟着频率的改动的可变电容的负载会被动态调整，使得天线谐振频率与作业频率相匹配。匹配谐振频率与作业频率有利于使天线的馈电点阻抗在整个作业范围坚持相对安稳，一起一个简略的固定网络将该阻抗匹配到的馈电点方针阻抗50Ω，然后保证了调谐天线和RFFE之间最优化的功率传输。
为了更好地了解的一个典型的PIFA天线的完成办法，作者将描绘其阻抗的实部和虚部，以及解说它们是怎么跟着频率改动而改动。
图3 PIFA在不同频率中的阻抗体现
图3显现的PIFA天线频率被调理到920Mhz(频带B8)，此刻电抗尽可能挨近0Ω而电容尽可能大，约90Ω。高电阻和低电感抗的组合直接导致杰出的辐射功率—天线调谐的最优状况 。但是，假如 图3中的PIFA天线在860MHz(频带B5)运作，能够发现电抗明显增大至将近60Ω 。这天线组件的电感效应囤积而不辐射能量，然后下降了天线的运作功率。此外，该天线在频带B5运作时严峻不匹配，下降了从馈线至低功率天线的功率传递。
下文解说两种天线调谐计划是怎么优化PIFA天线的体现的:
天线孔径调谐计划作用于改动可变电容的负载，将天线的谐振频率与的作业频率相匹配。谐振频率的调整最大极限地下降天线的阻抗( 挨近0Ω )，并最大化其电阻( 挨近90Ω ) 。这使天线能在频谱任何一处坚持最佳体现，如图3中虚线曲线所示。此外，具有小于0.3dB插入损耗的超低损耗射频微电机体系(RF MEMS) 可变电容器现可用于天线孔径调谐技能，进一步极尽运用天线的辐射，最小化功率损耗(被囤积在RFFE内)。
可调阻抗匹配计划则丈量天线的阻抗并调理馈线以匹配相应阻抗，介此优化从50Ω RFFE到天线出现的可变负载的功率转化。但是，阻抗匹配并不能避免天线的电抗特性，这特性使得天线囤储蓄辐射而不能充分运用它。此外，可变阻抗匹配网络中最常运用的根据SOI或BST的元件会导致欧姆损耗并发生巨大的(>1dB)插入损耗，这进一步约束可调阻抗匹配的功率传输优化。
这篇文章剖析了现在最常见的两种“天线调谐”技能。由此发现，孔径调谐技能相比下展示了两层优势： 保持天线的谐振才能的一起同步避免馈电点不匹配。这功能牢靠，高体现，以及低损耗的射频微机电“调谐器”为射频工程师和天线规划师供给高效天线和低成本RFFE，以制作一流的智能手机射频设备。
