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ApplicationNote 应用笔记

覆盖LTE频段的

天线增强器-调谐器组合

Antenna booster-Antenna Tuner Combo Cover LTE Bands

Aurora Andújar, José L. Leiva, Fractus Antennas, Jaume Anguera, Fractus Antennas and
Universitat Ramon Llull, and Cor Schepens and Roberto Gaddi, Cavendish Kinetics

由 于LTE频段数量众多，无线设备需要许多 应不同的平台尺寸，因为只有匹配网络从一种
1-12
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复杂的多频天线设计
。与仅使用824至
设计改变到另一种设计 。这与传统天线设计不
960和1710至2170 MHz的2G和3G相比，4G的最 同，传统天线设计在不同情形下几何形状必须
大挑战之一是大工作带宽：698至960和1710至 分别设计。除了体积小外，天线增强器也是表
2690 MHz。低频区域的较低频率，尤其是698至 面贴装元件，简化了它们在无线设备中的集成
960 MHz的频率，加剧了挑战，因为与工作波长 （见图1）。
相比，天线必须很小。 天线调谐器是精确、低损耗、可变电容
本文介绍如何结合Fractus Antennas的86.4 mm 3 器，可承受高RF电压，是可调谐天线、动态负
2
小型天线增强器与Cavendish Kinetics仅占2 mm 面 载调谐器、可调谐滤波器和需要高压操作的模
积的小型天线调谐器实现一个天线系统，覆盖698 拟RF应用的理想选择。Cavendish Kinetics天线
至2690 MHz频率范围内的LTE频段。 调谐器采用获得专利的RF MEMS技术，消除了
传统绝缘体上硅（SOI）或GaAs RF前端的高插
增强器+调谐器 入损耗和RF电压处理的局限性。
TM
虚拟天线 技术 13-18 依赖于非常小的天线元 Fractus天线增强器与Cavendish Kinetics天线
件，称为天线增强器，这使其 调谐器的结合设计支持698至2690 MHz频率范围
成为满足LTE带宽要求的一个好 内的所有通信频段 19-20 。这种增强器与调谐器组
方法。使用匹配网络，不通过 合的主要优点是：无线设备可以在整个频率范围
设计复杂的天线几何结构来调 内动态优化特定带宽的性能，为平台提供最大辐
整工作频带，而只调整适当的 射，以支持每个覆盖范围和用户使用场景。
匹配网络，这更快且更经济高 采用Cavendish Kinetics的RF MEMS技术
效。相同的天线增强器可以适 和制造工艺生产的器件具有高准确性和可靠
表1

图1：天线增强器，尺寸为12 mm×3 mm× 32CK301R ANTENNA TUNER CHARACTERISTICS
2.4 mm，安装在智能手机PCB的一角。 Capacitance Range 0.4 to 1.0 pF
Resolution 5-bit, i.e., 32 Capacitor States
ESR ~0.3 at Cmax
RF
VIO MIPI Power Handling +39 dBm
SCLK RFFE Control
Block
Interface Self-Resonance > 15 GHz
SDATA
Current Consumption 100 µA Typical
SETID GND RFGND (*2) 2
(a) Packaging and Size WLCSP ~2 mm

2 mm

1 mm

0 mm
(b)
图2：天线调谐器框图（a）和照片（b），
调谐器的尺寸为1.4 mm×1.4 mm。 图3：可重构匹配网络。Z 2 是Cavendish Kinetics的可变电容器。
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