全模手机项目的天线配置及优化——PCB板极天线及天线辐射_开题报告

（一）手机对人脑国外研究情况

(1) 1996年由瑞士联邦工科大学的Niels教授，Kuster博士等在世界上首先开发了电磁放射剂量评测装置，用于对SAR以及对近场的电场、磁场进行测试。

装置主要包括测量部分、控制部分和人体模型等。测量部分由探头，光纤，数据采集系统组成，控制部分由工业机器人、绝缘板、表面探测器机器人控制器等组成，为可动的控制系统。这种装置在日本、欧洲、美国等广泛用于研究与开发。

(2) 1999年斯坦福大学的J.D.Park, B.C.Kim博士分析了一种新型的PIFA天线对人体头部的电磁辐射剂量分布,并且分析了手机距离头部从1厘米至5厘米情况下电磁吸收比率SAR

(3) 2002年澳大利亚悉尼大学G.Neubauer博士比较了手机天线在433MHz,900MHz,1300MHz,1800MHz和2450MHz等工作频率下对人体头部的电磁辐射情况。

(4) 2004年韩国的D.G.Choi1,C.S.Shin博士从分析移动通信终端电磁辐射对人体作用机理开始探讨, 通过应用FDTD方法对最易受到天线辐射影响的人体头部进行分析确立了用SAR值分布曲线及三维分布图来分析移动通信终端电磁辐射在人体的吸收情况,得出了减少SAR值的直接有效方法。

国外还有美国康奈尔大学，英国拉夫保大学，新加坡南洋理工大学，韩国汉城大学的研究小组在做关于天线和射频线圈对人体的电磁辐射研究。 

（二）手机对人脑国内研究情况

(1) 2003年北京大学的田方博士通过FDTD法模拟了新型的双频平面倒F天线（Planar Inverted F Antenna，PIFA）的阻抗特性、远区辐射特性，内部电场分布，电流分布和对人体的电磁辐射的研究。

(2) 2003年华南理工大学周晓明教授。采用三层球形人头模型,在900MHz的频率下应用时域有限差分FDTD法模拟计算了单极天线手机作用下人头内的比吸收率分布。通过与实验结果的对比,验证了计算方法的有效性。计算结果表明:天线越短,比吸收率(SAR) 和功率吸收比越大,人头部吸收手机辐射能量越多,吸收可达一半以上；未成年人的头部SAR峰值及其平均值均大于成人的,λ/4天线长度下未成年人平均SAR(0.112W/kg)超出IEEC95.1—1991 规定的安全限量(0.08W/kg),可见手机辐射对青少年用户造成的危害更大。

国内还有厦门大学，西安交大，华中科技大学，第四军医大学，信息产业部电信传输研究所等科研院所在做有关电磁波安全方面的研究。

（三）人体对天线辐射特性的影响的研究

1993年J. Toftgard 等人在900MHz频率下研究了人体头部球状均匀模型对单极天线手机辐射特性的影响。H.R.Chuang等人在840MHz下研究了人体均匀组织块状逼近模型对双极天线手机的作用影响。M.A.Jensen等人在900MHz下分析了只考虑人头和手（非均匀模型）对手机天线辐射特性的影响。Lazzi等人用FDID方法计算了核磁共振成像（MRI）人头模型与螺旋天线手机模型间的人体模型间的相互作用。但是J. Toftgard，H.R.Chuang，M.A.Jensen等人的研究所使用的人体模型比较简单，要提高分析结果精度，还有很多可以改进之处。而对于Lazzi等人的研究虽然采用了高分辨率的人头模型，但由于在将MRI图形转换为FDID网络时，沿袭了以往简单做法，丢失了大量有用信息，所得结果难免存在一定程度的失真。而且在上述研究中涉及手机在旋转方式下的电磁辐射研究文献较少，多局限于一维或二维旋转，对于三维旋转研究由于建模较为复杂，迄今见到的都比较少。

（四）PCB板极天线几点结论。

(1) 从效率来说，半波振子天线或四分之一波长单极天线的效率最高，残桩天线和螺旋天线次之，小型环状天线的效率最低。（2）从对环境的敏感度来说，小型环状天线最不敏感，半波振子天线或四分之一波长单极天线次之，而残桩天线和螺旋天线最易受到环境的影响。（3）半波振子天线（对于差分馈入）或四分之一波长单极天线（对于单端馈入）对空间要求大，效率也最高，如果空间条件满足的话首选这两种天线。（4）在使用片状天线时，需要尽可能使接地平面的尺寸及形状均与制造商的评估板一致，方可达到制造商所标明的规格。在其它情况下，用户需要在实际应用条件下测定预先生产的天线的阻抗，并匹配至所需的特征阻抗。（5）小型环状天线对其反应近区场内的介电常数变化并不敏感。因而小型环状天线是不错的便携式及手持设备解决方案，但其效率却要比电子天线低了许多。较大的环路具有较高的增益，但同时也对周围环境的状况更为敏感。（6）螺旋天线（机械）在实际应用中非常普遍，由于它的尺寸和结构占明显优势，广被人们使用。（7）PCB螺旋天线，具有螺旋天线（机械）类似功效，而且比螺旋天线更省空间和成本，在结构超紧凑的PCB设计中，使用PCB螺旋天线明显优于小型环状天线。PCB螺旋天线在尺寸、距离、成本上占有很大优势，用好PCB螺旋天线对设计者和生产者来说都是非常棒的选择。所有的PCB设计，都有这样那样的问题存在，关键的是在实际应用中一定要测量天线阻抗，并匹配至所需的特征阻抗（50Ω），才能满足小尺寸又能大功率的最终目的。

二、^范文提纲

1.引言

1.1.研究PCB板极天线和天线辐射的意义

1.2.天线进化

1.2.1.外置天线的退出

1.2.2.PIFA内置天线的兴起及衰败

1.2.3.单极子、可重构内置天线的崛起

1.2.4.PCB板极天线的设计

1.3.产品介绍

1.3. 1.手机的结构参数

1.3.2.通信模式及频段

2.人体和天线的关系

2.1.天线辐射对人脑损害的限制

2.2.人手对天线性能的影响

3.CDMA PCB板极天线的设计

3.1.单端线性设计方案

3.2.双端平面设计方案

3.3.仿真优化的天线性能及SAR

3.4.天线匹配电路设计

3.5.天线补足地面积的手段

4. CDMA PCB板极天线的位置

4.1. CDMA天线和其它天线的位置关系

4.2. CDMA天线与麦克、马达、电池、LCD显示屏的位置关系

5.总结

三、参考文献

著作：

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