【成功案例】UMS射频开关帮助实现手机天线在两个工作模式之间快速切换，提升频段覆盖
随着4G LTE时代的到来，MIMO技术，载波聚合技术的普遍应用，在消费类通讯产品中天线出现的次数越来越多，例如智能天线，可重构天线，甚至全金属天线等关键词露脸的次数也越来越多。其实这些技术都离不开一个重要的部件，那就是射频开关（RF Switch）。今天就和大家分享一下笔者在手机天线设计中遇到的问题，并利用UMS公司的射频开关CHS5104-99F顺利解决问题，达到客户的要求。
我们在项目中遇到的问题是这样的，客户的一款量产机型原来是功能机，也就是我们说的2G/3G手机。现在想在原有手机ID结构不变的情况下升级到4G LTE频段，而且要求LCD的尺寸稍微变大一些，所以原有的天线的空间54.6 x 8 x 5 mm3不能改变，如图 1手机的结构尺寸所示。这给天线的设计带来了很大的挑战，即天线空间不变的情况下，需要在原有的设计中增加频段。原有的天线设计采用的PIFA形式天线设计，可以覆盖到2G的GSM900、GSM850和GSM1800，GSM1900和3G的WCDMA2100，现在需要增加覆盖LTE700和LTE2600。需在原有的天线设计原型上变更，我们先后调试了PIFA外加寄生天线的方式，优化匹配的方式，都以失败而告终。怎么办？
图1：手机的结构尺寸
最终我们在找到了UMS公司的高性能SPDT射频开关CHS5104-99F，这款射频开关采用砷化镓（GaAs）技术，尺寸仅有0.8mm*0.8mm*0.7mm大小，支持直流到4GHz的频率范围，插入损耗极低，仅为0.5dB@4GHz，隔离度高达30dB@4GHz，P1功率可到30dBm，而且是反射型开关。我们看中这款开关的关键是：
1）尺寸小，适用于有限的手机空间；
2）插损小，不会降低天线的辐射效率；
3）控制简单，仅需要高低电平控制。然而，有了这个利器，我们怎样在原有的天线设计上增加覆盖频段呢？
图2：天线的原始设计PIFA天线
主要的思路就是应用天线的重构原理。我们调试如图2天线的原始设计PIFA天线时，发现通过改变接地点的位置，即把图中天线接地点从Ground 1位置移动到Ground 2的位置，天线的驻波会发生很大的偏移。图3为改变接地点位置后天线S11的变化图，我们从天线的驻波数据（S11）上可以看出，蓝色线是原始的天线设计，接地点改变后，天线的驻波变为红色的曲线。从坐标轴上的刻度可以发现红色曲线的低频部分可以很好地覆盖LTE700部分频段，如LTE Band 13和Band 17，而高频部分可以覆盖的LTE2600部分，如LTE Band38、Band 39、Band 40和Band 41。
图3：改变接地点位置天线S11的变化图
有了这些数据，我们在这个两个接地点位置放置射频开关CHS5104-99F，利用射频开关的通断让天线工作在这两种模式下。同时，利用基带芯片的GPIO外加驱动电路就可以轻松的控制CHS5104-99F。经过和客户沟通硬件上可以支持这个改动，所以我们就有了重构天线的方案。我们根据实际的手机环境，优化了天线的一些尺寸，使得在原有天线空间不变的情况下，利用快速的切换两个射频开关的办法，让天线在两个工作模式之间快速切换，从而使原有的天线设计可以覆盖到更宽的频段范围达到了客户需求。
作者：王文松
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搬砖的奶爸 Lv4. 资深工程师 2017-11-23这款芯片SPEC上面1dB压缩点为30dBm到33dBm，怎么可以用在GSM上呢？GSM900输出功率33dBm左右，不怕影响整机性能吗.......
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型号- EA113- SMSM- XM,MM121506,PT18S,EA113- SMSM(RA)- XM,MM201622,P-S05-J-SF-00-00-1,M16/SMA-JK-P-1,HSC MXHP32_TYPE PLUG,X.FL-R-SMT-1,S-4-F-SF-20-60-01,P(S15/25)-J-KF-10-20-1,3. 5- 3. 5,C-3/5-F-SF-15-35-01,MM126515,P(G15/25)-J-KF-10-40-1,MP15/ SMA- JK- P- 1,ZSPM-F-SF-15-40-01,A-KMSPM-J,JSPM(FD)-SMA-JK-J-01,P-G25-J-35F-10-40-01,C-4-Y-MSPM-17-30-01,818010311,P(G08)-J-KF-10-20-1,P-S110-F-SF-00-60-01,MM201511,S-3-F-SF-15-35-02,S-3-F-SF-15-35-01,P-S60-F-SF-00-60-01,N1021B,EA113-SF300,SMA-KF2D-1,MFK-Y-MSPM-10-58-01,IPEX3 SMA-JJ-P-01,MM8430,C-3/5-F-MSPM-13-35-01,MM121603,MM206417,MS-180,S-4-F-SF-15-35-01,MHF20566,EA280- SMSM(RA)- XM,S-4-F-SF-15-35-02,20556,SMA-KF2D-2,W.FL PLUG,MHF20449,P(G08)-J-35F-10-20-1,IPEX-4,P-Y30-F-SF-25-00-01,IPEX-3,MM5831,IPEX-5,SMP-2. 92,C-3/5-F-SF-20-50-01,ML51,P-Y30-J-SF-25-00-01,P(S08)-J-KF-10-10-1,119S532-K40S5,PSPM-F-SF-15-40-01,P-G12-F-SF-10-60-01,P-G32-F-SPM-15-60-01,P(S08)-J-35F-10-10-1,20449,MXJA01_TYPE,MM5829,IPEX3 SMA-JJ-P-01,MP15/SMA-JK-P-1,C-1/2-Y-MSPM-20-45-01,C-3/5-F-MSPM-15-35-01,C-3/5-F-MSPM-15-35-02,C-3/5-F-MSPM-15-35-03,C-1/2-F-MLM-10-25-01,MS-180-HRMJ-1,A-F-SF-15-40-30-01,A-SFSF-F4-J,PT26L,MM126320,MM121540,EA520- SMSM(RA)- XM,IPEX4-SMA-JJ-P-01,MM126314,EA400- SMSM(RA)- XM,MXHQ87WJ3000,MS- 180- HRMJ- 1,JSPM(SB)-SMA-JK-J-01,EA520-SMSM(RA)-XM,P-S05-J-SF-00-00-01,P-G15-J-KF-10-40-01,EA148-SM300,MM201554,20308,MM126310,S-3-F-MSPM-18-35-01,P-G15-J-35F-10-40-01,JM150-SMML51 RA -XM,A-NMQNF,A-NF-SF-F4-J,EA113-SMSM,P-S15/25-J-KF-10-20-01,A-NMSF-J,S-4-F-SF-18-35-01,24-KF2D-1,P-G32-F-SPM-00-60-1,24-KF2D-2,HSC MXHP32_TYPE PLUG,24-KF2D-3,S-4-F-SF-23-35-01,A-NMSM-J,P-S5-J-SF-00-00-01,A-Y-SF-00-40-01,MXHS83QE3000,WA3000,P-S25-J-35F-10-20-01,A-SMQSF,EA280-SMSM(RA)-XM,P(G15/25)-J-35F-10-40-1,S-1/2-F-SF-20-35-01,A-F-SF-15-40-35-01,MM4829,S-1/2-F-SF-20-35-02,S-1/2-F-SF-20-35-03,P-S15/25-J-35F-10-20-01,A-KFSPM-J,MFA-SPMSM-1M,U.FL,JM150- SFML51( RA) - XM,SMP-2.92,P-S08-J-KF-10-10-01,A-KMSPF-J,X. FL- R- SMT- 1( 80),A-NMNF-J,P2020- 429- 1,P2020- 429- 2,818000586,C-5-F-MSPM-15-35-01,EA113- SM300,P-G15/25-J-35F-10-40-01,A-KFSSPM-J,P-G32-F-SPM-00-60-01,SWD-SMA-KK-P-1,A-NFSF-F4-J,S-3-F-SF-20-60-01,A-F-SF-15-90-01,A-35F35F-F4-J,PT110,MM8930,X.FLP-ML51.J- PA( F) - ST,P-S25-J-KF-10-20-01,A-NFNF-F4-J,U.FL-LP PLUG,P-G30-F-SF-00-60-01,MM8130,EA113- SF300,C90P106,JM150-SFML51(RA)-XM,PT18,20609,A-SMSM-RA-J,P2020-429-2,P(S15/25)-J-35F-10-20-1,P2020-429-1,MFK-Y-MSPM-10-58-1,A-SMSF-J,A-35M35F-J,S-4-F-MLM-20-35-01,A-NMNM-J,EA113-SMSM(RA)-XM,QL06-NMQSM-1M,818000251,EA316D-SMSM(RA)-XM,818000001,HSC-SMA-JK-P-01,MM7829,MM206810,EA148-SF300,MM9329,GL06-NMSM-1M,M16/ SMA- JK- P- 1,MM8830,20278,MM206819,QL06,A-KFSSPF-J,MM8030,24-JF2D-1,24-JF2D-2,EA113-SMSM(RA),HSC MM4829-2702,818003767,A-SMSM-J,SSMP-2.92,EA113-SM300,A-F-SF-15-30-01,JM150-SMML51(RA)-XM,EA148- SM300,292-KF2D-2,EA316D-SMSM(RA）- XM,292-KF2D-1,A-SFSF-J,A-35M35M-J,A-KFSPF-J,PT26,EA113-SMSM-XM,P-S110-F-SF-10-60-01,P-S15-J-KF-10-20-01,3.5-3.5,QL03,U.FLP-ML51.J-PA(F)-ST,IPEX1,EA400-SMSM(RA)-XM,SSMP-2. 92,HFS-807303051A6842,A-NFNF-J,P-G15/25-J-KF-10-40-01,P-G08-J-KF-10-20-01,P-S08-J-35F-10-10-01,GL06,TMC-3191-6030,MM126048,818000157,MM126038,818000276,MM6829,SWD-SMA-KK-P-01,S-3-F-SF-15-40-01,S-3-F-MSPM-15-35-01,IPEX5-SMA-JJ-P-01,MM126715,SPM-F-SPM-15-40-01,A-NFSM-J,JM150- SMML51( RA) - XM,P-S15-J-35F-10-20-01,A-35F35M-RA-J,PT40,A-35M35F-RA-J,818000291,C-3/5-F-SF-13-35-01,A-NFNF-BH-J,IPEX3-SMA-JJ-P-01,MM126036,P-Y30-J-SF-25-00-1,IPEX1-SMA-JJ-P-01,TMC- 3191- 6030,PT50,P-G08-J-35F-10-20-01,C-3/5-F-MLM-10-25-01,A-KMSSPF-J,20351,C90-101-004,A-35F35F-J,P-C4-F-SF-40-60-01,GL26,MFB,MFA,MFD,MFC,TA- RF03- 34137C24,HFS- 807 303 051 A 6842,P-C3-F-SF-40-60-01,A-NFSF-J,HRMJ-U.FLP-ST,S-5-F-MSPM-18-35-01,PT67,20367,JSC-SMA-JK-P-01,PT18-NMSM-1M,119S532-K61S5,A-BH-SF-15-40-01,P-G25-J-KF-10-40-01,GL18,SMPM,818000068,818000500,A-KMSSPM-J,C-1/2-F-SF-20-45-01,EA148- SF300,X.FL-R-SMT-1(80)
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UMS 射频开关选型表
UMS 射频开关选型：RF Bandwidth (GHz)min：6-23，RF Bandwidth (GHz)max：4-26，Loss(dB)：0.5-2.9，P-1dB IN(dBm)：20-42.
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产品型号
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品类
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RF Bandwidth (GHz)min
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RF Bandwidth (GHz)max
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Loss(dB)
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Isolation(dB)
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Type
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CHS2412-QDG/20
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射频开关
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23
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26
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2.9
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35
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Reflective
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选型表 - UMS 立即选型
【产品】0.5μm pHEMT单刀四掷射频开关，挑战探测极限
UMS推出的射频开关芯片CHS2412系列仅30ns的切换时间，且满足MSL1标准。
SK1826A超小型、低输入电压、低导通电阻负载开关
描述- SK1826A系列是一款低导通电阻（RON）的负载开关，具有可控的开启和关闭功能，输出电流高达1.5A。该系列器件适用于1.2V至5.5V的电池供电应用，具有低输入电压、超低开启电阻、低静态电流和低控制输入阈值等特点，适用于手机、GPS设备、数码相机、外设端口、便携式仪器、射频模块和个人数字助理（PDA）等应用。
型号- SK1826A,SK1826A SERIES,SK1826AS,SK1826AN
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支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试；9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试，天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
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