Annons

fredag 28 november 2014vecka 48
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)
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.
Annons

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

Norstel skruvar upp tempot
article thumbnail15:10 En halv miljard i sjön eller en oslipad diamant som snart visar sitt rätta värde? Det är svårt att sia om hur det kommer att gå för Norstel, Norrköpingsföretaget som tillverkar kiselkarbidwafers men som åtta år efter starten fortfarande gör stora förluster. I fjol drog dock de första små serieleveranserna igång och nu håller företaget på att skala upp produktionskapaciteten.
Första SIO-utlysningen gav nio projekt
article thumbnail14:10 Vinnovaprogrammet Smartare Elektroniksystem har smugit igång med nio projekt trots att den formella starten går först nästa år.
Skypegrundare i hederskabinett
article thumbnail10:50 Nyföretagarnavet Sup46 har fått sin andra hedersmedlem – Niklas Zennström, grundare av bland annat Skype, Kazaa och Joost.  Navet firar ettårsjubileum med 41 medlemmar i centrala Stockholm.
Hälften så stor men lika laddad
article thumbnail10:40 Minst och med högst CV-värde av alla polymertantaler. Det är AVX som förbättrat materialet I F38-serien så att kondensatorerna kan göras hälften så stora och ändå ge 47μF vid 6,3 V.
Eniro visar lediga ladduttag
article thumbnail9:12 Sökföretaget Eniro visar numera Sveriges laddstationer för elbilar i sin karttjänst. Förutom koordinaterna går det för 25 procent av stationerna att se om de är i drift och om det finns lediga uttag.
WebRTC kräver två videoformat
article thumbnailigår Den långa debatten om huruvida kommunikationstekniken WebRTC ska stödja video via VP8 eller H.264 har lösts med en kompromiss  – man måste stödja båda.
Kretsen som mäter temperaturen utan besvär
article thumbnailigår En mycket liten krets som enkelt kopplas till de flesta typer av temperatursensorer och sedan noggrant mäter temperaturen är vad Linear Technology just släppt. Inget liknande finns sedan tidigare, hävdar företaget.
Intels mobilprocessorer går back med miljarder
article thumbnailigår Under de senaste två åren har Intel inte tjänat ett öre på att tillverka processorer till mobiler och surfplattor, utan tvärtom förlorat 7 miljarder dollar. Styrelsen klubbade nyligen att pengarullningen ska fortsätta.
Dubbelpipig experimentlåda för avancerad radio
article thumbnailigår Brittiska Lime släpper en andra generation av sin programmerbara krets för digital radiokommunikation och sänker samtidigt priset rejält. Nykomlingen har dubbla transceivrar och passar i Mimo-system.
Saab ber hackers om hjälp
article thumbnailons En gratisresa med övernattning till Saab i Linköping – inklusive en provtur i en Gripen-simulator. Det är förstapriset i en tävling som Saab Aeronautics nu utmanar alla Linux-hackers med.
Contac Solutions köper Westland Elektronik
article thumbnailons Underleverantören Contac Solutions köper konkursade Westland Elektronik i Sala och får därmed en mindre tillverkningsenhet i Sverige.
Infineon köper in sig i PCB-tillverkare
article thumbnailons Halvledartillverkaren Infineon – stark på krafthalvledare – köper 9,4 procent av aktierna i den tyska mönsterkortstillverkaren Schweizer Electronic. Intentionen är att i gemensam regi utveckla tekniker för att integrera krafthalvledare i själva kretskorten.
Robust och mobil mätförstärkare
article thumbnailons Mätförstärkarfamiljen SomatXR från tyska HBM är utvecklad för mobil mätdatainsamling under extrema förhållanden. Modulerna passar bland annat vid körtester av tunga fordon.
Försvaret testar svensk fjärrhelikopter
article thumbnailons Svenska Cybaeros fjärrstyrda helikoptersystem APID ska testas av Försvarets materielverk, FMV. Planen är att test- och demonstrationsflygningar ska ske från Visbykorvetten under det tredje kvartalet nästa år.
PC-baserad nätverkare hos MTT
article thumbnailons Distributören MTT Design and Verification har utsetts till skandinavisk representant för de PC-baserade nätverksanalysatorerna från amerikanska Copper Mountain.
Harman öppnar i Göteborg och demar sin teknik
article thumbnailtis När Volvos gamla audiopartner Harman öppnade portarna på sitt nya Sverigekonto idag, demonstrerade företaget bland annat sin nya HTML5-baserade infotainmentplattform.
Tuff Pic33 för fordon och motorstyrning
article thumbnailtis Microchip är en ny familj 5V-styrkretsar från Microchip. De är kvalificerade för användning i upp till 150 °C och ska därmed fungera bra bland annat under motorhuven.
Midsummer göra ännu billigare tunnfilmssolceller
article thumbnailtis Järfällaföretaget Midsummer, som tillverkar produktionslinor för tunnfilmssolceller, har lyckats halvera tjockleken på de tillverkade solcellernas CIGS-lager utan att förlora i prestanda. Därmed har ett steg tagits mot en ännu mer kostnadseffektiv tillverkning av tunnfilmssolceller.
IBM hjälper Ericsson utveckla 5G-antenner
article thumbnailtis Antenner som kan klara de extremt höga datahastigheter som kommer att krävas i framtida 5G-nät är vad Ericsson och IBM ska utveckla tillsammans. Samarbetet ska utmynna i prototypsystem som stöder flera mobilanvändare, möjliggör en mängd nya tjänster på samma frekvens samt kan hantera datahastigheter som är flera storleksordningar högre än idag.
Svenska bränsleceller slår rot i Sydkorea
article thumbnailtis I Sydkorea är intresset för förnybara energikällor starkt. Bränslecellsföretaget Powercell etablerar därför verksamhet i landet, genom Powercell Korea med säte i Seoul.

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

Sök komponent
(demoversion)






Annons
Anna, A-C, Jan, Per
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
Smal annons