Annons

lördag 5 september 2015vecka 36
twitterfblinkedin
STARTSIDA Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät

Antenner är inte som andra komponenter Visa endast artikeln (fr utskrift)
Av Adam Edström (adam@etn.se)
UR ARKIVET: 2010-03-03  Antenner har visserligen datablad med en radda specifikationer men i motsats till kontaktdon, kameramoduler eller batterier så påverkas funktionen av  var i mobilen de placeras och av mobilens ­utformning. Det här innebär att antennleve­rantörer som Laird i Kista helst ­kommer in så tidigt som möjligt i designfasen, inte på slutet när det finns ett utrymme reserverat för antennen som alltid är för litet.

I mobiltelefonernas ­stenålder, som inte ligger längre tillbaka än ungefär 20 år, hade mobilerna utdragbara antenner. Runt 1996 började de ersättas av korta, tjocka stubbar, för att ett par år senare försvinna in under skalet. Samtidigt har mobilerna blivit tunnare och många har också skal av metall eller någon form av metallisering för att se snygga ut.

– Väldigt mycket av det som hänt har försämrat antennprestanda. Samtidigt har framförallt de amerikanska operatörerna blivit mycket hårdare. För att du som mobiltelefontillverkare ska få sälja till dem måste du möta deras antennspecifikationer, säger Robert Berg på Laird.

Orsaken är att en sämre antenn ger sämre täckning eller lägre datatakt. För att ändå hålla kunderna nöjda skulle operatörerna behöva bygga nät med mindre celler om mobilerna har dåliga antenner.
En miljon antenner om dagen
Laird anser sig vara marknadsledande på mobiltelefonantenner. Exakt hur många ­mobilantenner som företaget säljer är inte offentligt men det handlar om hundratals miljoner per år. Alla de stora mobiltillverkarna liksom ODM- och EMS-företag finns bland kunderna.

Företaget omsatte 635 miljoner pund år 2008, är noterat på Londonbörsen och har verksamhet över hela världen. Produktionen sker framförallt i Kina och på senare år även i Indien.

Den svenska delen har sina rötter i Allgons teminalantenner som år 2002 såldes till amerikanska Centurion för att två år senare förvärvas av Laird. Flest antenningenjörer finns dock i Beijing, men Kista står ändå för cirka tre fjärdedelar av alla patent.

I Kista finns ungefär hundra personer varav cirka 60 sysslar med utveckling.

– Ändrar man istället perspektiv och frågar sig vad som är viktigt för dig som konsument så är det inte i första hand cellulär prestanda. Hur ofta upplever du att du tappar ett samtal? Det blir mycket tydligare om du har dålig blåtandsförbindelse. Med vissa modeller kan man höra skillnad i sitt headset om man har mobilen i vänster eller höger ficka. Även för GPS:en är det väldigt tydligt, säger Robert Berg.

– Och pratar du om FM-radio är det ännu viktigare för slutkonsumenten än bra cellulär prestanda, tillägger hans kollega Torsten Östervall.

Just FM-radio, som sänds på ett frekvensband runt 100 MHz, har hittills krävt att man haft sitt headset inpluggat i mobilen eftersom dess kabel dubblerat som antenn. Medan andra radiosändare i mobilen ligger mycket högre upp i frekvens, från 900 MHz och uppåt, så har det varit omöjligt att tillverka en tillräckligt liten antenn till FM-bandet som har en våglängd på cirka tre meter.

– Vi brottades länge med problemet hur man gör en bra antenn med en längd på bara en trettiondedel av våglängden. Vi försökte med en passiv antenn men den bandbredd du får är för liten, säger Torsten Östervall.

En FM-antenn behöver ha en bandbredd på cirka 35 procent för att klara alla radiostationer. Lösningen på problemet kom som en spin-off från ett samarbete med Uppsala universitet.

– Vi insåg att de radiatorer vi tittade på var väldigt hög­ohmiga. De ligger långt ut i Smith-­diagrammet. Istället för att försöka göra en 50 ohmsanpassning så gör vi en högohmig anpassning och sen fokuserar vi inte på mismatch och stående våg utan på brusanpassningen.

Den senare åstadkoms genom att koppla antennelementet direkt till en lågbrusförstärkare i galliumarsenid. Förstärkaren är utvecklad i samarbete med ett halvledarbolag och ger en brusfaktor på under 1 dB. Först därefter finns det vanliga 50-ohmsgränssnittet. Antennen går under varumärket Activv och började användas av en mobiltillverkare i fjol. Bolaget har för tillfället ensamrätt på den.

– Vi har ungefär 20 patentansökningar för att skydda den här lösningen, säger Torsten Östervall.

Men den nya antenntypen kan användas för mer än bara FM-radio. Inom några månader kommer det mobiler där även blåtandsradion nyttjar samma teknik.

– Totalt jobbar vi med fyra andra stora mobiltelefontillverkare kring den nya tekniken.

Inom en inte allt för avlägsen framtid kan samma teknik användas för alla typer av antenner som finns i mobiler. Det gäller allt från vanlig GSM-teknik över LTE:s krav på flera antenner (MIMO) och 40 frekvensband till FM-radio, FM-sändare, Bluetooth och wlan.

– Kanske får man lägga in ytterligare en matning och fler matchningskomponenter och filter, säger Torsten Östervall.

Ett växande problem för Laird och andra antenntillverkare är att den volym som reserveras för antennen i mobilen ständigt krymper samtidigt som olika typer av metalliseringar eller metallskal är populära hos designavdelningarna. Men metall skärmar som bekant radiostrålningen.

– Nokia har en modell med tung, solid kåpa i rostfritt stål. Över antennen har de lagt en metalliserad plastbit som är rf-transparent. Den ger en dämpning på bara en halv dB, men det är ändå en halv dB, säger Robert Berg.

Lösningen på problemet är att komma in så tidigt som möjligt i designfasen för att ha möjlighet att vara med och påverka var antennen placeras men också hur kretskortet ser ut eller om det behövs slitsar eller öppningar för att släppa ut och in radiostrålningen. I konceptfasen bestäms så mycket som 80 procent av antennprestanda och kostnad.

– Här jobbar vi mycket med patent. Vi kan inte räkna med att sälja alla komponenter men vi kan få betalt för vårt systemkunnande och intäkterna från patent ökar hela tiden.

En teknik som är vanlig idag är att kombinera högtalarelement och antenn. Båda vill ha en liten volym luft för att fungera bättre. Högtalarelementet behöver en resonanslåda och antennen blir effektivare om den placeras ovanför en kavitet.

– Vi har också utvecklat fullt automatiserade metoder för att testa både audio och antenn i produktionslinan men en takttid på tre, fyra sekunder, säger Torsten Östervall.

Själva antennelementet kan tillverkas på olika sätt. Man kan bland annat stansa ut det i tunnplåt eller göra det som ett flexkort. Laird har under senare år byggt egna fabriker som kan tillverka både flexkort med ytmonterade komponenter och plastbitar som utgör bärare för antennerna.

– Flexfilmslinan är huvudsakligen framdriven av tekniken. Vi har varit världsbäst på flexfilmsradiatorer och vill inte gärna lämna ut tekniken till underleverantörer. När det gäller plastlinan handlar det i huvudsak om logistiken. Vi kan korta leveranstiderna och sänka kostnaderna.

Ytmonteringslinan används för att montera komponenter som filter och switchar för att få en komplett modul.

Den senaste metoden för att tillverka antennelementet är dock att plätera antennen direkt på plasten. Fördelen är att man då kan skapa antenner på dubbelkrökta ytor. Mönstret skapas med en laser som aktiverar ett granulat som blandats in i plasten. I den efterföljande pläteringen fäster metallen på det aktiverade granulatet. Dock kostar tekniken lite mer än lösningarna i tunnplåt och flexfilm.

Men räkna inte med att hitta antennen när du nästa gång tar bort bakstycket på din nya telefon för att sätta i SIM-kortet. Antennen är täckt av ett lager färg eller en klisterlapp för skapa ett ”snyggare intryck”. Och den sitter längst ned och inte högst upp som på stenåldern. Den platsen är idag reserverad för antenner med svagare länkbudget än den cellulära, framförallt för positionering med GPS-systemet.

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

Intel lägger 420 miljoner på kvantdatorforskning
article thumbnailigår Delfts tekniska universitet och forskningsorganisationen TNO, får 420 miljoner kronor av Intel för forskning i kvantdatorteknik. Dessutom bidrar Intel med egna ”betydande" ingenjörsresurser och teknikstöd.
24 portar för snabb rf-test
article thumbnailigår M9485A är en PXI-baserad nätverksanalysator för produktionstest av rf-komponenter som switchar, filter eller systemmoduler. Det går att bygga system med upp till 24 portar.
Cree: Jag döper dig till Wolfspeed
article thumbnailigår I maj avslöjade Cree att all verksamhet inom power och rf ska knoppas av i ett separat bolag. Nu är det klart att det nya företaget – som motsvarar knappt 10 procent av Crees omsättning – ska heta Wolfspeed. Därmed blir Cree ett rent LED- och belysningsföretag.
Svenskar bakom enklare kalibrering av resistans
article thumbnailigår Forskare på Chalmers och Linköpings universitet har tillsammans med brittiska kollegor utvecklat en bärbar kalibreringsutrustning som gör det enklare att noggrant mäta den kvantmekaniska Halleffekten. Genom förbättrad och enklare processteknik i kombination med grafen på kiselkarbid kan mätningen göras vid högre temperatur och lägre magnetfält än tidigare.
Gammal laserdiscteknik blir laserradar
article thumbnailigår Teknik som användes för att läsa av laserdisc-skivor på 80-talet får ny användning i självkörande bilar. Det berättar Pioneer och tror att man kan få ner priset till 83 dollar för den lidar som 3D-kartlägger trafikmiljön – en tusendel av dagens pris. Och det finns redan en konkurrent i samma prisklass.
Mönstring av svensk fotonik och optik
article thumbnailigår Den 28:e och 29:e oktober är det dags för Optics and Photonics in Sweden 2015, konferensen för alla som sysslar med optik och fotonik. Årets upplaga är förlagd till Albanova på KTH.
Media Markt letar uppstartsföretag
article thumbnailigår Har du en idé på en produkt som passar i Media Markts sortiment? Har du dessutom startat ett bolag för att utveckla den? Då kan du söka till Spacelab, företagets accelerator för unga hemelektronikföretag.
Productronica lockar med lödtävling
article thumbnailtor Att tävla i handlödning har blivit ett stående inslag på många elektronikmässor, tyska Productronica i november är inget undantag. Branschorganisationen IPC håller i det praktiska och tävlingen är öppen för alla som vill delta.
Fingerprint bakom glas
article thumbnailtor När fingeravtryckssensorn kan placeras bakom en tunn skiva av glas eller en keramik öppnas helt nya designmöjligheter. Budskapet kommer från Göteborgsföretaget Fingerprint Cards som lanserar sin första fingeravtrycksläsare paketerad i Zirkonium.
Googles robotbil på nya vägar
article thumbnailtor För första gången ska Googles robotbilar provköras någon annanstans än på hemmaplan i Mountain View i Kalifornien. Den nyare modellen Koala rullas ut i Austin Texas. Där är rödljusen horisontella vilket är en av flera utmaningar.
Vill mata din mätutrustning
article thumbnailtor Kraftspecialisten SL Power släpper två strömförsörjningsfamiljer, en för inbyggnad och en extern. Båda siktar på test- och mätutrustning med höga krav på goda EMC- och EMI-egenskaper.
Fieldfox fixar 50 GHz
article thumbnailtor Spektrum- och nätverksanalysator liksom kabel- och antenntestare plus inbyggd kalibrator – Fieldfox klarar de flesta förekommande mätuppgifterna på rf-området lika bra som ett bänkinstrument om man ska tro Keysight, som släpper tre nya modeller med 32, 44 och 50 GHz.
Varken FPGA eller asic
article thumbnailons Större, svalare och billigare än en FPGA och dessutom ett alternativ till asicar. Påståendet gäller Nextreme-3, den tredje generationens FPGA-utmanare från amerikanska eAsic.
Laddprototypen som kan allt
article thumbnailons Att trådlöst kunna ladda sitt elfordon är ett måste i framtiden menar forskare på tyska Fraunhofer. Om knappt två veckor visar de upp en laddprototyp som induktivt kan ladda en bil med hög verkningsgrad, trots ett avstånd på hela 20 cm. Den hanterar dessutom laddning via kabel, och återladdning till nätet.
Tajt snabbfil för termoelement
article thumbnailons En liten krets som liknas vid en plug-and-play-lösning för en uppsjö termoelement är vad Microchip just lanserat. Det är industrins första i sitt slag, hävdar företaget.
Uppslutningen växer kring gratis videokodare
article thumbnailons Google ansluter sig till Ciscos och Mozillas projekt att bygga en ny generation gratis videokodningsteknik. Detsamma gör Microsoft, Amazon, Intel och Netflix. Företagen samlas i Alliance for Open Media, som bildas nu.
Indesmatech vill hjälpa dig välja komponenter
article thumbnailons En modern form av representant som håller dig i handen när det är dags att starta ett nytt utvecklingsprojekt där det ingår avancerade halvledarkretsar. Så kan man beskriva danska Indesmatech som den 1 september startade i Sverige.
CAD-Resurs växer i söder
article thumbnailons I början av augusti anställdes Claes Johansson på CAD-Resurs. Han arbetar på distans från Borås. Dessutom har Anders Bengtsander återvänt till Skåne och sitter numera i Osby.
Ericsson lanserar IoT-anpassad programvara
article thumbnailtis Batterilivslängder på tio år, 20 dB bättre mottagning inomhus och 60 procent lägre pris på IoT-enheter – det hoppas Ericsson på när företaget lanserar LTE- och GSM-teknik anpassad för Internet of Things. Lösningarna ska bli grundpelare i företagets 5G-plattform.
Ytmonterad IR-modul för friluftsaktiviteter
article thumbnailtis Om IR-modulen går att ytmontera tillsammans med övriga komponenter blir produktionen enklare och därmed billigare. Budskapet kommer från franska Ulis som tagit fram en liten IR-modul med 384x288 bildpunkter för bland annat friluftsaktiviteter.

För mer nyheter, testa en sektion nedan, eller gå till startsidan!

 

Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät

 

 
KOMMENTERAT
Kommentarer via Disqus

Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Annons
Administration Jan Tångring
Annonser Anne-Charlotte Sparrvik
Redaktion red@etn.se
Ansvarig utgivare Anna Wennberg på uppdrag av Elektroniktidningen Sverige AB
© Elektroniktidningen Sverige AB
Publiceringssystem Joomla, webbhotell Glesys