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要設計多個移動天線？面臨效率下降問題？這里有一份指南，可幫助您使用 COFF 電容設備開發天線性能出色的產品，從而提高系統效率，擴大覆蓋范圍。
5G 技術促使移動天線必須支持的新頻段數量顯著增長。由于新型手機設計的復雜性，手機設計師需要在單個天線上使用越來越多的孔徑調諧器。增加孔徑調諧器有助于優化各頻段的整體天線性能，但有時以犧牲天線效率為代價。如果天線效率和天線的各頻段性能并不平衡，則整個設備的性能和覆蓋范圍都會受到影響。
每個天線都有一個固有的諧振頻率，在此頻率處可實現最大天線效率。在天線上放置一個并聯電容器（以降低諧振頻率）或并聯電感器（以提高諧振頻率）可實現孔徑調諧。使用多個電容器和電感器，通過天線調諧器開關可將天線調諧到多個頻率，如下圖所示。
RON 與 COFF 解讀
孔徑調諧主要采用調諧器開關和可調諧電容。這些開關的主要品質因數是導通狀態電阻 (RON) 和斷開狀態電容 (COFF)，如下圖所示。對于可調諧電容來說，具有寬范圍的調諧電容和良好的 Q 因數（品質因數）至關重要。RON 和 COFF 會顯著影響天線效率。低電壓時，RON 的影響更大；高電壓時，COFF 的影響更大；采用低 RON 或低 COFF 的開關布局策略可針對不同頻率優化調諧。
在斷開狀態，孔徑調諧器的 COFF 會影響天線上的容性負載，從而降低諧振頻率。調諧器的 COFF 越高，該頻率偏離天線固有諧振頻率的幅度就越大。
下面的圖 1 顯示了單刀雙擲 (SPDT) 開關的 COFF 對倒 F 型天線 (IFA) 仿真效率的影響。其中所示的基準測量值是未將 SPDT 放置在調諧位置時取得。添加 SPDT 后，各端口的 COFF 分別設為 100 fF 和 200 fF。
圖 1.
COFF 天線調諧
從基準天線切換到低 COFF 開關時，觀察到頻移為 40 MHz，峰值效率下降 0.3 dB。從低 100fF COFF 切換到高 200fF COFF 開關時，還會發生 40 MHz 的偏移，峰值效率下降 0.85 dB。與基準相比，最終發生了 80 MHz 的頻移，總效率下降 1.15 dB。
圖 2.
要抵消因調諧器 COFF 導致的頻移，可將 SPDT 的一個端口用于接通電感器，以便將天線重新調諧到其固有諧振頻率。在這種情況下，天線經過兩次調諧：一次由調諧器的 COFF 調諧，另一次由電感器，將天線重新校準到原始諧振狀態。但是，這種方法是以效率和帶寬為代價的，如圖 3 所示，其中顯示了天線重新調諧到 890 MHz 原始諧振頻率時的效率。
圖 3.
雖然可以考慮使用 SPDT 的 COFF，但高 COFF 開關會導致峰值效率比基準測量值降低 0.47 dB。為便于手機的天線頻段交換，必須進行孔徑調整。
我們的移動設備顯然變得越來越復雜。要滿足用戶的所有需求，這就給天線及其能力帶來了一些挑戰。遺憾的是，并非任何天線調諧組件都可以滿足這些復雜設備系統的需求。如本篇博文所述，使用不滿足需求的高 COFF 調諧器會導致明顯頻移，從而使天線失諧并降低整體天線效率。因此，在平衡天線效率和頻段需求時，低 COFF 開關是最佳選擇。
深入了解：
天線孔徑調諧電子指南
https://www.qorvo.com/design-hub/ebooks/antenna-aperture-tuning
使用阻抗調諧來最大程度地提高 5G 手機的天線性能
https://www.qorvo.com/resources/d/qorvo-applying-impedance-tuning-to-maximize-antenna-performance-5g-phones-white-paper
關于 4G/5G 智能手機天線調諧的 4 點須知
https://www.qorvo.com/design-hub/blog/4-things-to-know-about-antenna-tuning-in-4g-5g-smartphones
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