2023年12月11日发(作者：官颂)

PIFA天线与单极天线有何区别

PIFA天线基本注意：

1：天线空间一般要求预留空间：W ，L，H其中W（15-25mm）L(35-45mm),H(6-8mm) 其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率

20mm×30mm×7mm。

双频（GSM/DCS）：600 ×6～8mm

三频（GSM/DCS/PCS）：700 ×7～8mm

满足以上需求则GSM频段一般可能达－1～0dBi，DCS/PCS则0～1dBi。当然高度越高越好，带宽性能得到保证。

2：内置天线周围七毫米内正下方不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。有时候有摄相头出现，这时候应该把天线这块挖空，尽量做好摄相头FPC的屏蔽（镀银糨）否则会影响到接收灵敏度。

3：内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。

4：手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

5：内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。

6：内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。

7：手机PCB的长度对PIFA天线的性能有重要的影响，目前直板机天线长度75-105mm之间这个水平，

8：馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;馈点应该靠边缘。

9. 天线区域可适当开些定位孔！

10 在目前的有些超薄的滑盖机中，由于天线高度不够，可以通过挖空PIFA天线下方主板的地，然后在其背面在加一个金属的片，起到一个参考地的作用，达到满足设计带宽的要求。

MONOPOLAR (假天线)天线体积稍小、性能较差，一般不建议采用。具体要求如下：

1.内置天线周围七毫米内不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。

2.天线的宽度应该不小于15m；

3.内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。

4.手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

5.内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。

6.内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。

7：Monopole必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground，一般内置天线必须必须离主板3mm（水平方向）,在天线正下放到地的高度必须保证在5mm（垂直方向）以上，可以把主板天线区域的地挖空，目前在超薄的直板机上基本上是满足这个要求，

8：由于MONOPOLES天线没有参考地，SAR一般比PIFA天线大，这是测试的难点，但是效率比PIFA天线高。

3：陶瓷天线．

总结：

多模手机对多频段天线的要求，Monopole的大带宽和高增益，足以应付3G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合，特别是在目前市场流行的超薄超小的直板机发挥重要作用

IFA其实是由Monopole天线多加一个接地的馈点实现的，其要求的环境和单极天线一样，要

求天线的投影区要净空等。PIFA天线和IFA天线都是有两个馈脚，一个接地，一个馈电，但是PIFA天线并不要求天线的投影区净空，而对天线的面积和高度的要求比较高一点，面积一般要求在650以上，高度在6mm以上。

单极天线和PIFA天线的设计注意事项 单极天线

A) 到天线 2mm 以内的 GND 为 2 层构造。

B) 请将匹配电路接口设置为 5 个（尺寸为 1005） 。

D) 距离天线 3mm 以内的零件必须与 GND 连接（零件

E) 高度在 2mm 以上的零件，即使可以接地，也要距

F) 不能接地的部件最好距离天线 6mm 以上（建议摄

G) 应剪掉 GND 的一角，大小为 C2.5。

H) FPC 等放在给电一侧。

I) 天线距离 RF Connector 最好在 3mm。

C) 天线的正下方不要放置电线，如 FPC、焊线等。

J) 天线距离 hinge 要 3mm 以上。

K）天线下面如果要放元器件，元器件距离 PCB 要 3mm 以上。

PIFA天线

1. PIFA 天线 Radiator 推荐面积 40 长×20 宽（或 35 长×25 宽）×7（到

离） （GSM 双频或 CDMA1X，面积不要小于 600 平方毫米） 。GSM/DCS/PCS

高度在 7.5mm， 面积不要小于 700 平方毫米。面积要除掉螺丝孔和 RF

孔，挂绳孔及照相机的所占的面积。

2. PCB 长度应该大于 80mm。

3. 弹片或连接起接触要可靠，防止跌落时松脱。

4. PIFA 天线支座腔体内可以放置 Speaker，但是设计时最好请专业的天线

行评估。

5. PIFA 天线正外面避免有金属件或含金属成分的涂料，如果有，必须请天

进行评估；三个侧面的金属件也要慎用，对其大小，高度的限制都需要 6. PIFA 天线的 Radiator 距离电池，马达的金属部分的距离要求大于 3mm。

7. 对于馈点 feedpoint 的位置及大小需要和 HW 及天线供应商确认。

13.改善按键手感的措施有哪些？

1.增加弹性壁；

2.增加导电柱的直径；

3.增加导电柱的拔模角度;

4.导电柱与Dome或switch间加予压；

5.检查rubber 硬度。

1. PIFA皮法天线a. 天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。天线的位置在手机顶部。PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。b. 主板天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距

一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。

2. PIFA天线的几种结构方式

a.支架式

天线由塑胶支架和金属片（辐射

体）组成。金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。

b. 贴附式

直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。固定方式一般用热熔结构。也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。FPC也如此。

3. MONOPOLE单极天线

a. 天线结构

辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。天线的位置在手机顶部或底部。

MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。缺点是SAR稍高。不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。

b. 主板

天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现。

c. 天线的馈源位置馈电点的位置

与PIFA方式有区别。一般建议设计在天线的四个角上。

4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式

a. 与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。

b. PCB式MONOPOLE单极天线的辐射体采用PCB板，与主板的馈电有簧片和PIN方式，热熔在塑胶支架上。还可以在机壳上做定位卡勾安装。

c. 特殊结构天线设计在手机顶部立面（厚度）上，用金属丝成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他们为天线设计的金属空白区域很大，实际上这是属于天线的一部分。国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。这种形式环境设计和天线设计均有难度，需慎重选择。另一种是称为“假内置”的形式，相当于将外置天线移到机内，体积很小，用PCB或陶瓷材料制成。这种天线带宽、辐射性能较差、成本高，不建议采用。

三、手机内置天线形式比较

这里简单比较一下两种主流PIFA皮法和MONOPOLE单极天线，以及分别适用的机型结构：

有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR

皮法 600 7 有地 2 大 很好 低

单极 350 4 无地 1 小 好 稍高

折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机

皮法 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用

单极 不适用 不适用 不适用 适用 适用定制 适用

四、很多情况下，手机设计公司因为某一款机型的天线性能未达标，而被迫更换天线公司，结果也未尽人意，项目进程延迟。但此时的造型、机壳模具、主板可变化的空间很小，最终勉强上

市，或推翻该方案，造成很大的损失。因此，建议在手机方案设计时，尤其在产品造型和结构设计阶段让天线工程师参与进来，对天线相关的一些方案提出建议，共同研讨，设计出比较合理的外观造型和射频环境结构，提高天线的电性能指标，使手机产品在整体性能方面有较高的品质。希望上述内容能对手机方案设计、特别是有关天线环境的设计有参考价值，加强手机方案设计的各专业工程师对天线特性更深入的了解，减少项目在时间、人力物力方面的损失。

2023年12月11日发(作者：官颂)

PIFA天线与单极天线有何区别

PIFA天线基本注意：

1：天线空间一般要求预留空间：W ，L，H其中W（15-25mm）L(35-45mm),H(6-8mm) 其中H和天线谐振频率的带宽密切相关。W、L决定天线最低频率

20mm×30mm×7mm。

双频（GSM/DCS）：600 ×6～8mm

三频（GSM/DCS/PCS）：700 ×7～8mm

满足以上需求则GSM频段一般可能达－1～0dBi，DCS/PCS则0～1dBi。当然高度越高越好，带宽性能得到保证。

2：内置天线周围七毫米内正下方不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。有时候有摄相头出现，这时候应该把天线这块挖空，尽量做好摄相头FPC的屏蔽（镀银糨）否则会影响到接收灵敏度。

3：内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。

4：手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

5：内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。

6：内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。

7：手机PCB的长度对PIFA天线的性能有重要的影响，目前直板机天线长度75-105mm之间这个水平，

8：馈点的焊盘应该不小于2mm*3mm;馈点应该靠边缘。

9. 天线区域可适当开些定位孔！

10 在目前的有些超薄的滑盖机中，由于天线高度不够，可以通过挖空PIFA天线下方主板的地，然后在其背面在加一个金属的片，起到一个参考地的作用，达到满足设计带宽的要求。

MONOPOLAR (假天线)天线体积稍小、性能较差，一般不建议采用。具体要求如下：

1.内置天线周围七毫米内不能有马达，SPEAKER，RECEIVER 等较大金属物体。

2.天线的宽度应该不小于15m；

3.内置天线附近的结构件（面）不要喷涂导电漆等导电物质。

4.手机天线区域附近不要做电镀工艺以及避免设计金属装饰件等。

5.内置天线正上、下方不能有与FPC 重合部分，且相互边缘距离七毫米以上。

6.内置天线与手机电池的间距应在5mm 以上。

7：Monopole必须悬空，平面结构下不能有PCB的Ground，一般内置天线必须必须离主板3mm（水平方向）,在天线正下放到地的高度必须保证在5mm（垂直方向）以上，可以把主板天线区域的地挖空，目前在超薄的直板机上基本上是满足这个要求，

8：由于MONOPOLES天线没有参考地，SAR一般比PIFA天线大，这是测试的难点，但是效率比PIFA天线高。

3：陶瓷天线．

总结：

多模手机对多频段天线的要求，Monopole的大带宽和高增益，足以应付3G时代跨越2GHz的几百兆带宽需求。内置平面Monopole结构灵活，易于与当今多变的手机结构相配合，特别是在目前市场流行的超薄超小的直板机发挥重要作用

IFA其实是由Monopole天线多加一个接地的馈点实现的，其要求的环境和单极天线一样，要

求天线的投影区要净空等。PIFA天线和IFA天线都是有两个馈脚，一个接地，一个馈电，但是PIFA天线并不要求天线的投影区净空，而对天线的面积和高度的要求比较高一点，面积一般要求在650以上，高度在6mm以上。

单极天线和PIFA天线的设计注意事项 单极天线

A) 到天线 2mm 以内的 GND 为 2 层构造。

B) 请将匹配电路接口设置为 5 个（尺寸为 1005） 。

D) 距离天线 3mm 以内的零件必须与 GND 连接（零件

E) 高度在 2mm 以上的零件，即使可以接地，也要距

F) 不能接地的部件最好距离天线 6mm 以上（建议摄

G) 应剪掉 GND 的一角，大小为 C2.5。

H) FPC 等放在给电一侧。

I) 天线距离 RF Connector 最好在 3mm。

C) 天线的正下方不要放置电线，如 FPC、焊线等。

J) 天线距离 hinge 要 3mm 以上。

K）天线下面如果要放元器件，元器件距离 PCB 要 3mm 以上。

PIFA天线

1. PIFA 天线 Radiator 推荐面积 40 长×20 宽（或 35 长×25 宽）×7（到

离） （GSM 双频或 CDMA1X，面积不要小于 600 平方毫米） 。GSM/DCS/PCS

高度在 7.5mm， 面积不要小于 700 平方毫米。面积要除掉螺丝孔和 RF

孔，挂绳孔及照相机的所占的面积。

2. PCB 长度应该大于 80mm。

3. 弹片或连接起接触要可靠，防止跌落时松脱。

4. PIFA 天线支座腔体内可以放置 Speaker，但是设计时最好请专业的天线

行评估。

5. PIFA 天线正外面避免有金属件或含金属成分的涂料，如果有，必须请天

进行评估；三个侧面的金属件也要慎用，对其大小，高度的限制都需要 6. PIFA 天线的 Radiator 距离电池，马达的金属部分的距离要求大于 3mm。

7. 对于馈点 feedpoint 的位置及大小需要和 HW 及天线供应商确认。

13.改善按键手感的措施有哪些？

1.增加弹性壁；

2.增加导电柱的直径；

3.增加导电柱的拔模角度;

4.导电柱与Dome或switch间加予压；

5.检查rubber 硬度。

1. PIFA皮法天线a. 天线结构辐射体面积550～600mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）6～7mm。天线与主板有两个馈电点，一个是天线模块输出，另一个是RF地。天线的位置在手机顶部。PIFA皮法天线如按要求设计环境结构，电性能相当优越，包括SAR指标，是内置天线首选方案。适用于有一定厚度手机产品，折叠、滑盖、旋盖、直板机。b. 主板天线投影区域内有完整的铺地，同时不要天线侧安排元器件，特别是马达、SPEAKER、RECEIVER、FPC排线、LDO等较大金属结构的元件和低频驱动器件。它们对天线的电性性能有很大的负面影响.c.天线的馈源位置和间距

一般建议设计在左上方或右上方；间距在4～5mm之间。

2. PIFA天线的几种结构方式

a.支架式

天线由塑胶支架和金属片（辐射

体）组成。金属片与塑胶支架采用热熔方式固定。塑胶常用ABS或PC材料，金属常用铍铜、磷铜、不锈钢片。也可用FPC，但主板上要加两个PIN，这两项的成本稍高。

b. 贴附式

直接将金属片（辐射体）贴附在手机背壳上。固定方式一般用热熔结构。也有用背胶方式的，由于结构不很稳定，很少采用。FPC也如此。

3. MONOPOLE单极天线

a. 天线结构

辐射体面积300～350mm2，与PCB主板TOP面的距离（高度）3～4mm，天线辐射体与PCB的相对距离应大于2mm以上。天线与主板只有一个馈电点，是模块输出。天线的位置在手机顶部或底部。

MONOPOLE单极天线如按要求设计环境结构，电性能可达到较高的水平。缺点是SAR稍高。不适用折叠、滑盖机，在直板机和超薄直板机上有优势。

b. 主板

天线投影区域不能有铺地，或无PCB，同时也不要安排马达、SPEAKER、RECEIVER等较大金属结构的元件。由于单极天线的电性能对金属特别敏感，甚至无法实现。

c. 天线的馈源位置馈电点的位置

与PIFA方式有区别。一般建议设计在天线的四个角上。

4. MONOPOLE单极天线的几种结构方式

a. 与PIFA天线相同，有支架式、贴附式。

b. PCB式MONOPOLE单极天线的辐射体采用PCB板，与主板的馈电有簧片和PIN方式，热熔在塑胶支架上。还可以在机壳上做定位卡勾安装。

c. 特殊结构天线设计在手机顶部立面（厚度）上，用金属丝成型，如MOTO的V3、V8超薄系列，他们为天线设计的金属空白区域很大，实际上这是属于天线的一部分。国内仿制失败的原因是没有给这个金属空白区域。这种形式环境设计和天线设计均有难度，需慎重选择。另一种是称为“假内置”的形式，相当于将外置天线移到机内，体积很小，用PCB或陶瓷材料制成。这种天线带宽、辐射性能较差、成本高，不建议采用。

三、手机内置天线形式比较

这里简单比较一下两种主流PIFA皮法和MONOPOLE单极天线，以及分别适用的机型结构：

有效面积mm2 距主板mm 天线投影下方 天线馈源 天线体积 电性能 SAR

皮法 600 7 有地 2 大 很好 低

单极 350 4 无地 1 小 好 稍高

折叠机 滑盖机 旋盖机 直板机 超薄折叠机 超薄直板机

皮法 适用 适用 适用 适用 不适用 不适用

单极 不适用 不适用 不适用 适用 适用定制 适用

四、很多情况下，手机设计公司因为某一款机型的天线性能未达标，而被迫更换天线公司，结果也未尽人意，项目进程延迟。但此时的造型、机壳模具、主板可变化的空间很小，最终勉强上

市，或推翻该方案，造成很大的损失。因此，建议在手机方案设计时，尤其在产品造型和结构设计阶段让天线工程师参与进来，对天线相关的一些方案提出建议，共同研讨，设计出比较合理的外观造型和射频环境结构，提高天线的电性能指标，使手机产品在整体性能方面有较高的品质。希望上述内容能对手机方案设计、特别是有关天线环境的设计有参考价值，加强手机方案设计的各专业工程师对天线特性更深入的了解，减少项目在时间、人力物力方面的损失。