有時，技術似乎正在以音速發展和更新 - 事物變得越來越小，處理速度更快，并在瞬間改變了我們的世界。對于我們移動設備的天線來說，沒有什么不同。具有許多頻段的小型移動設備使天線更加復雜。對于工程師來說，這種復雜性是另一個需要克服的障礙。同時，技術開發工程師通過對每一代新產品進行漸進式技術改進，繼續對每一代產品進行漸進式改進，從而幫助滿足更嚴格的系統要求。這篇博文展示了絕緣體上硅（SOI）技術的改進如何使我們的設備在復雜的RF世界中表現更好。

多年來，移動設備中的頻段增長了十倍。在過去二十年左右的時間里，我們的移動設備包括Wi-Fi，藍牙?，GPS，當然還有蜂窩。值得注意的是，自引入5G以來，蜂窩和Wi-Fi頻段已經開始包括更高頻率的區域 - 高于3 GHz，包括5-7 GHz。今天，我們看到超寬帶和毫米波的加入。最新的移動設備配備了支持所有這些頻段的天線，這使得設計工程師在優化天線效率、功率和范圍時面臨挑戰。為了應對這些設計挑戰，必須使用更新的SOI技術開發。

快速瀏覽蜂窩頻段

影響天線設計的一個領域是蜂窩頻譜的重新分配和獲取。新頻段已在整個蜂窩頻譜中可用，并有助于擴大整體帶寬 - 具有增加容量和數據速度的額外好處。讓我們仔細看看這些蜂窩低、中和高頻段中的每一個：

低頻段 – 600 MHz 至 960 MHz

容量有限，覆蓋范圍大，室內滲透率高

中頻 – 1.71 GHz 至 2.17 GHz

適用于容量增加的城市地區

高頻段 – 2.3 GHz 至 2.69 GHz

覆蓋范圍或范圍有限，具有非常高的潛力

深入了解中高頻段蜂窩天線

如圖1所示，這種天線結構支持蜂窩的低、中和高頻段。使用下面的天線 PC 板布局，我們比較了兩代 SOI 技術（上一代和當前一代）。在此應用程序中，我們使用三個天線調諧器;U2、U3 和 U4 – 幫助調整低、中、高頻段的覆蓋范圍和范圍。圖1中還顯示了4極天線調諧器的示例框圖，類似于本應用中使用的框圖。

圖 1：低、中、高頻段天線結構。

此結構使用三個支持以下頻段的天線調諧器。

U2 支持中頻段和高頻段調諧

U3 支持低頻段調諧

U4支持中低頻段

開關RON和COFF的回顧

孔徑調諧主要使用調諧器開關和可調諧電容器。這些開關的主要品質因數是導通狀態電阻 （RON） 和關斷狀態電容 （COFF），如下所示。對于可調諧電容器，具有較寬的調諧電容范圍和良好的Q因數（品質因數）至關重要。RON和COFF顯著影響天線效率。當電壓較低時，RON的影響最大;當電壓較高時，COFF的影響最大。具有低RON或低COFF的開關的戰略布局優化了不同頻率的調諧。（另請參閱移動 5G 設備天線調諧揭秘博客文章。

在OFF狀態下，孔徑調諧器的COFF有助于天線上的容性負載，從而降低諧振頻率。調諧器的COFF越高，頻率偏離天線的自然共振就越遠。

SOI技術比較數據

為了減少代際印刷電路板布局變化，新的SOI天線調諧器保持引腳對引腳兼容。這有助于降低系統設計人員的工程成本。

關于SOI技術的改進，RON是衡量開關導通狀態電阻的指標，在當前一代中有所改善。COFF是開關關斷狀態電容的量度，也得到了改善。這兩種品質因數都歸因于我們在表 1 中看到的整體天線效率。此外，當前一代改進了每個低、中和高頻段的所有目標規格。

低、中、高頻段測量比較數據

如表1所示，上一代調諧器難以滿足低頻段和高頻段的效率目標。部分原因是SOI COFF有損寄生電容。使用當前一代SOI可降低COFF電容。這減少了通過每個天線調諧器開關分支的信號泄漏。此外，當前一代的 RON 略有降低。這種改進可降低開關路徑導通時的開關電阻。RON和COFF的這些改進有助于開關隔離，減少信號損失并提高效率。

SOI技術世代的天線經過調整，以優化性能。請注意，天線調諧產品之間的COFF增量會導致天線響應的頻率偏移，在調諧每個頻段時應考慮這一點。由于這種頻移，調整了匹配電感的值，使天線諧振與所需頻段對齊。

如下表1所示，我們看到了上一代與當前一代的整體系統性能。當前一代在低、中、高頻段區域都顯示出系統天線性能的顯著提高。這進一步闡明了SOI技術品質因數的增加。

上一代到當前一代的效率是各個感興趣波段的平均值。

表1：SOI/產品代數的比較數據

新開發中的一個共同主題是，每一代更新都改進了以前的設計。這與SOI技術沒有什么不同。每一代增強功能都傳遞到使用這種最新技術創造的產品上。SOI已經存在了一段時間，并且已經進行了許多技術改進。確保在設備設計中使用最新的尖端技術可能是擁有成功產品與否的區別。正如使用當前一代SOI將為您提供所需的天線效率，以滿足最終產品范圍，數據速度和容量一樣。

審核編輯：郭婷