Murata - 这款微型天线抗干扰器件，轻松改善智能手机、可穿戴设备的天线特性

　　村田制作所八月推出了一款0603尺寸的天线抗干扰器件新品Radisol，该产品可遏制近距离天线之间的干扰，特别适用于改善智能手机、可穿戴设备的天线特性。这里，我们为您详细介绍：天线抗干扰器工作原理是什么？抑制终端设备天线性能下降，Radisol的效果如何？

      村田新产品外观（0603尺寸）

　　为什么需要天线抗干扰器？近年来，智能手机和可穿戴终端已开始配备Wi-FiTM、Bluetooth?和GPS等很多无线通信功能，并且高密度地安装了与每种无线通信标准相对应的天线来发射和接收信号。此外，为了提高通信质量，组合使用多个天线的技术也在普及应用。比如，在发射器和接收器双方使用多个天线来提高通信质量和速度的MIMO（Multi Input Multi Output）；以及非地面网络（NTN，Non-Terrestrial Network）——一种包括移动通信在内的无线通信网络，将地面基站、海上船舶、高空无人机（HAPS）和配置在太空的通信卫星进行多层连接而形成的网络。也就是说，终端中配备的天线数量有进一步增加的倾向。
　　如果高密度地安装频带相近的天线，一些本应放射到空间的功率会干扰近邻天线并流入其中，导致天线的放射特性降低；通过让天线彼此保持足够的距离可以确保隔离并预防干扰，但对于智能手机和可穿戴终端来说，在狭小的外壳内确保空间非常困难。
　　因此，设计中通常使用分立元件在干扰天线上形成被称为储能电路的滤波器功能来抑制天线间的干扰——即将电感器和电容器并联而形成谐振电路，在特定的谐振频率下，能产生电感器和电容器好像都不存在的效果。在干扰对策中，它被作为将特定范围内的频率分量截断的带阻滤波器（BSF）使用。
　　然而，该方法存在一个问题：由于受到储能电路的插入损耗影响，信号通过传输路径时损失功率，虽然受到干扰的天线的特性得到了改善，但插入储能电路一侧的天线特性会劣化。因此，村田通过特有的陶瓷多层技术和RF电路设计技术，开发了兼顾高精度滤波器特性和低插入损耗的Radisol，即天线抗干扰器件：通过在天线周边使用Radisol，能以较低的插入损耗来预防近距离天线之间的干扰。而且，还将Radisol体积小型化，有助于在智能手机和可穿戴终端等在有限空间内配备多个天线的设备中稳定无线通信功能。
　　Radisol是如何工作的？Radisol是一种具有遏制近距离天线之间相互干扰的功能的设备。下图显示了Radisol的等效电路示例，使用村田公司专有的多层技术，让2个线圈L1和L2近距离放置以产生磁场耦合，并且该结构还在短路径之间产生互感。该互感与L2和C1形成并联谐振电路，抑制不必要的功率流入和干扰并改进天线特性。天线抗干扰器Radisol的等效电路示例0603mm尺寸的Radisol有2个端子，因为是超小型片式元件，通过改进电路设计遏制通频带路径的电感值，可以原封不动地使用现有匹配电路的安装焊盘，而不影响匹配特性。此外，与使用由L和C两个元件构成的并联谐振电路的干扰对策相比，Radisol只用1个元件即可实现干扰对策，与前者相比，安装面积可以减少约62%。天线抗干扰对策对比上图对比了三种对策的不同之处，说明了村田Radisol器件的工作原理。三种对策分别为：无天线抗干扰对策；使用L和C元件构成并联谐振电路的对策；和使用Radisol天线抗干扰器。1. 无对策的情况在近距离天线A和B处，天线A的部分辐射功率流入天线B并对其产生干扰，导致天线A的特性劣化。

　　2. 以前的对策常见的对策是通过在干扰天线B上安装LC并联谐振电路作为陷波滤波器来遏制流入的功率。但是，如双方是具有相近通信频带的天线，则存在天线辐射效率会因该电路的损耗而劣化的担忧。同样，天线B的特性劣化。3. 使用Radisol的对策通过使用Radisol代替LC并联谐振电路，即使通信频带相近的天线之间发生相互干扰，也可以遏制天线B的辐射特性受到的影响。确保天线A和B都具有所需的天线特性。

　　Radisol的工作原理上图等效电路说明了Radisol的工作原理：首先，L1和L2进行磁耦合，此外，在短路径中发生互感（+M）；由包含短路径互感（+M）的并联谐振电路（蓝框部分）构成，该互感充当无损耗的理想电感器，因此并联谐振电路成为具有高Q的陷波滤波器。此外，通过增加L2的电感（同时增加电阻成分），可以遏制由电感的变化引起的天线谐振频率波动；另一方面，功率辐射时，不经过有电阻成分（插入损耗的一部分）且对上述天线谐振频率影响较大的L2，所以功率辐射只受L1的影响。因此，通过减小L1的值，可以将功率辐射时的插入损耗以及对天线谐振频率的影响遏制在较低水平。

　　使用Radisol，效果如何？

     使用测试电路板，可以看到辐射特性的改进效果。下图显示了GPS天线（1.5GHz）和Wi-Fi（2.4GHz / 5GHz）天线近距离放置的测试电路板。GPS天线部分和安装Radisol之前的Wi-Fi天线部分

　　在影响GPS天线的Wi-Fi天线侧安装Radisol（下图）。安装Radisol前后的GPS / Wi-Fi天线匹配电路部分
　　可以明显看出（下图），安装Radisol的结果是改进了GPS天线的效率。此外，安装Radisol对Wi-Fi天线的谐振频率没有影响，因此天线特性不会出现大幅劣化：安装Radisol前后的GPS天线辐射效率有明显改进，同时，安装Radisol前后的Wi-Fi天线辐射效率没有受到影响。
　　总 结使用分立元件形成储能电路时，需要花时间对常数进行调整，因此，村田的Radisol器件已经预先假设可能需要实施对策的天线组合，准备了11种类型的丰富的产品阵容。村田的Radisol天线抗干扰器件，适用于智能手机、智能手表和可穿戴设备等小型、拥有多个天线的终端设备。