FM收音機(jī)模塊已經(jīng)成為很多時(shí)下手機(jī)及帶耳機(jī)設(shè)備的標(biāo)配，它們基本都是用耳機(jī)線作為FM的天線。因?yàn)槎鷻C(jī)線作為天線的接收裕量不大，不太方便并且在用耳機(jī)線時(shí)藍(lán)牙耳機(jī)就不能用了，所以耳機(jī)線作為收音機(jī)天線并不是一個(gè)非常理想的方案。相對于用耳機(jī)線作天線，另外一種方案就是把一個(gè)無源天線集成到手機(jī)內(nèi)部。但是由于FM頻段的波長在一米量級，而且手機(jī)設(shè)備要求的小尺寸大大的限制了這種內(nèi)置天線的電尺寸， 從而減小了天線的增益，導(dǎo)致FM接收機(jī)接收靈敏度的大幅度降低。
但是，利用所謂的有源天線技術(shù)可以大大提高FM接收機(jī)的靈敏度。有源天線技術(shù)是指用一個(gè)合適的低噪聲放大器直接連接FM的內(nèi)置天線。所謂的有源天線模塊包含一個(gè)單獨(dú)的特定制作的無源結(jié)構(gòu),它直接與相應(yīng)的放大器電路相連. 這種技術(shù)在新移動設(shè)備應(yīng)用中快速贏得了認(rèn)可. 高增益, 小封裝及高抗靜電能力的低噪聲放大器是有源天線設(shè)計(jì)的重要因素. 英飛凌科技的新一代BGB719N7ESD 可以滿足這種有源天線的所有要求.
內(nèi)置天線的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
在提供上述幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí), 在設(shè)計(jì)有源天線時(shí)也會遇到一些挑戰(zhàn). 當(dāng)把天線集成到手機(jī)內(nèi)部時(shí)會出現(xiàn)兩個(gè)問題. 一是,電小尺寸及位置比較低的天線具有高的輸入電抗,低的輸入阻抗及低的輻射效率,使得很難得到其與其他電路的良好匹配. 第二個(gè)問題涉及到手機(jī)內(nèi)部與FM天線位置靠近的其他天線的發(fā)射信號的隔離. 這影響到與大多數(shù)輻射都有關(guān)系的手機(jī)底盤中的射頻電流. 其他的與手機(jī)底盤相連的天線或者類似用底盤作為主要輻射子的天線,都將遭受嚴(yán)重的信號泄露.
電小尺寸的內(nèi)置天線將會嚴(yán)重的降低天線增益,從而導(dǎo)致比用耳機(jī)作為外置天線的低的接收靈敏度. 為了補(bǔ)償接收靈敏度, 必須使用有源天線技術(shù). 除了低噪聲放大器這個(gè)主要的器件外, 外置ESD保護(hù)器件及用于分集天線的單刀雙擲開關(guān)在有源天線系統(tǒng)里也是十分必要的. 單刀雙擲開關(guān)可以用于外置耳機(jī)天線和內(nèi)置天線的切換.
利用一個(gè)高性能的低噪放可以提高接收機(jī)的靈敏度. 但是,在上述內(nèi)置天線系統(tǒng)低噪放設(shè)計(jì)中會有一些困難. 在手機(jī)應(yīng)用中,為了延長電池使用時(shí)間,低電流是十分必要的. 但是低電流又會影響到低噪放的線性度. 其他的需求包括關(guān)斷功能,射頻管腳強(qiáng)的抗靜電能力,小尺寸及外圍器件少等.
方案- 有源天線
減小內(nèi)置天線的尺寸將導(dǎo)致較高的損耗從而降低了接收機(jī)的靈敏度. 應(yīng)用低噪聲放大器及與其相連的天線輻射子可以解決這個(gè)問題. 由于非常小的尺寸,天線的阻抗非常高,所以除了低的噪聲系數(shù),低噪放還必須和天線的高阻抗相匹配. 在手機(jī)中的有源天線方案, 還要低的電流消耗,關(guān)斷功能及高線性度(因?yàn)槭謾C(jī)中會有較多的頻段干擾). 同時(shí)低噪放還需要支持全世界的FM頻段(76-108MHz),高的抗靜電能力以支持系統(tǒng)級的靜電防護(hù)需求.
