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
频率(MHz) |
仿真成果 |
实测成果 |
1850 |
52.6% |
54.9% |
1920 |
55.1% |
59.2% |
1990 |
48.7% |
51.3% |
824 |
43.2% |
45.7% |
859 |
48.6% |
49.8% |
894 |
44.1% |
46.4% |
(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
信道 |
仿真成果 |
实践测验成果 |
Ch512 |
0.956mw/g |
1.08mw/g |
Ch661 |
1.062mw/g |
1.16mw/g |
Ch810 |
0.904mw/g |
1.03mw/g |
Ch128 |
1.051mw/g |
1.04mw/g |
Ch190 |
1.127mw/g |
1.21mw/g |
Ch251 |
1.024mw/g |
1.18mw/g |
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
Measure |
Simulation |
|||
E-Field (V/m) |
H-Field (A/m) |
E-Field (V/m) |
H-Field (A/m) |
|
Ch512 |
162/M2 |
0.351/M2 |
154.360/M2 |
0.3434/M2 |
Ch661 |
168.2/M2 |
0.401/M2 |
159.691/M2 |
0.3962/M2 |
Ch810 |
165.3/M2 |
0.337/M3 |
156.159/M2 |
0.3385/M3 |
Ch128 |
329.7/M1 |
0.31 /M3 |
316.62/M1 |
0.3265/M3 |
Ch190 |
340.2/M1 |
0.329/M3 |
343.624/M1 |
0.3315/M3 |
Ch251 |
338.8/M1 |
0.345/M2 |
340.414/M1 |
0.3518/M2 |
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
可行性 |
时刻 |
精度 |
费用/元 |
其他 |
||
I M L |
仿真技能 |
√ |
3天 |
85% |
根本无 |
可找出敏感区 |
MOCKUP |
参阅 |
5~7天 |
60% |
2000~5000 |
N/A |
|
传统规划 |
仿真技能 |
√ |
3天 |
85% |
根本无 |
可模仿整机 |
MOCKUP |
√ |
5~7天 |
90% |
2000~5000 |
N/A |
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。