Annons

söndag 1 mars 2015vecka 9
Annons
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.

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

Nej till gräddfiler på USA:s Internet
article thumbnailfre USA:I ett historiskt beslut och under stormande applåder från publiken röstade den amerikanska telemyndigheten FCC ja till ett förslag om nätneutralitet – operatörer kommer inte längre att kunna blockera konkurrerande tjänsteleverantörer eller sälja förtur på Internet.
Bluetooth vill nätverka
article thumbnailfre Redan nästa år kan Bluetoothenheter komma att koppla upp sig i meshnätverk där meddelandena hoppar från enhet till enhet innan de når mottagaren. Nackdelen är en ökad energiförbrukning.
Tids- och spektrumanalys på samma skärm
article thumbnailfre Rohde & Schwarz oscilloskop i RTM-familjen har begåvats med ett tillval för frekvens- och spektrumnalys. Funktionen kommer väl till pass för avlusning av inbyggda system med trådlöst kommunikation.
Ericsson sätter in tunga artilleriet mot Apple
article thumbnailfre Apples mobiler ska bort ur butikshyllorna! Det kräver svenska Ericsson efter att ha misslyckats med att förnya Apples licenser för Ericssons mobilpatent. Dessutom kastar Ericsson in nya patent i konflikten som inte har med mobiltelefoni att göra.
Premiär för svensk miniladdare i Barcelona
article thumbnailfre Om tre dagar, på mässan Mobile World Congress i Barcelona, ska den svenska bränslecellstillverkaren MyFC visa upp sin senaste skapelse. Det handlar om världens minsta bränslecelladdare, enligt MyFC, som nu har världspremiär.
Stark tillväxt för Mouser i Europa
article thumbnailfre Webb- och katalogdistributören Mouser fortsätter sin framfart i Europa. Under förra året växte företaget med hela 41 procent i regionen. Samtidigt växte kundbasen med 28 procent, hävdar Graham Maggs, företagets marknadschef inom EMEA.
Lynx följer kunderna till ARM
article thumbnailfre EMBEDDED WORLD Lynx Software porterar sin hypervisor Lynx Secure och sitt operativsystem Lynx OS 7 till ARM.
Känner trycket, avslöjar höjden
article thumbnailtor Tyska Infineon har släppt en liten, energisnål och mycket noggrann trycksensor i mems-teknik. Sensorn siktar på en plats i framtida smarta accessoarer (wearables), mobiler liksom IoT-prylar där de bland annat ska bana väg för noggrann inomhusnavigation, gestigenkänning liksom väderövervakning.
Egna SiGe-kretsar lyfter Sivers IMA
article thumbnailtor Egenutvecklade kretsar i kiselgermanium ska öka tillförlitligheten samtidigt som kostnaden och effektförbrukningen sjunker i Sivers IMAs konvertrar för millimetervågsområdet.
Nytt hos IAR: statisk kodanalys
article thumbnailtor EMBEDDED WORLD Nu klarar de populära utvecklingsverktygen från uppsaliensiska IAR att göra statisk kodanalys – att hitta fel i källkod redan innan den kompileras. C-stat heter verktyget som steg för steg kommer att införas i alla varianter av IAR Embedded Workbench.
Elektron – som Arduino fast för M2M
article thumbnailtor Ett litet Arduinoliknande M2M-kort med billigt mobilabonnemang, det är vad amerikanska Spark just nu söker stöd för via Kickstarter. Trots att det är en månad kvar är kampanjen redan övertecknad tre gånger om.
Svenska forskare med potential att bli världsetta
article thumbnailtor När det europeiska forskningsrådet, ERC, avslöjar 2014 års utlysning av sitt Consolidator Grant till etablerade europeiska toppforskare är två knutna till tekniska universitet i Sverige. Cristian Sminchisescu, LTH, får 2 miljoner euro till sin forskning kring intelligent robotseende, medan Tünde Fülöp, Chalmers, får samma summa för att utveckla nya modeller av partikelacceleration i plasmor.
Atlas Copco köper tysk kalibreringsexpertis
article thumbnailtor Industriföretaget, Atlas Copco, med säte i Nacka, köper tyska Kalibriercentrum Bayern, specialist på kalibrering och tillhörande tjänster inom till exempel fordons- och flygindustrin. Affären ska vara slutförd under årets första kvartal.
Utveckla för makers-kort i webbläsaren
article thumbnailtor EMBEDDED WORLD Stoppa in Wyliodrins sd-kort i Raspberry Pi, Beaglebone eller Intel Galileo, anslut till Internet, logga in på Wyliodrins sajt och börja utveckla.
Uppköp med blandade känslor
article thumbnailtor Det är klart att huvudägarna har svårt att säga nej när det kommer ett bud som ligger 50 procent över börskursen och som gör dem till mångmiljardärer inte bara på papperet utan i riktiga pengar. Men för Sverige, Lund och alla anställda är det blandade känslor när Axis – en av landets verkliga framgångssagor – ser ut att hamna i japanska händer.
Amtele anställer i Göteborg
article thumbnailons Rf- och mikrovågsspecialisten Amtele har anställt Håkan Nilsson och får därmed ett kontor i Göteborg.
V som i validering
article thumbnailons Infiniium V är något så ovanligt om en oscilloskopfamilj för halvledarutveckling. Keysight har därför fokuserat på prestanda, prober och en rejäl analog bandbredd upp till 33 GHz.
Solenergi redo utmana kol och gas
article thumbnailons Redan år 2025 kommer solenergi att konkurrera ut kol och gas i soliga delar av världen, hävdar det tyska forskningsinstitutet Fraunhofer i en rykande färsk rapport. I Dubai håller världens största solpark på att ta form. Andra fasen av den planerade 1 GW-parken har just klubbats – en anläggning som producerar 200 MW ska byggas för under 50 öre per kWh.
Ericsson visar 5G i Barcelona
article thumbnailons Telekomjätten Ericsson har genomfört tester där en 5G-terminal sömlöst hoppar mellan ett LTE-nät och ett 5G-nät men också ökar datatakten genom att samtidigt vara uppkopplad mot två basstationer.
Testa kravspecifikationen automatiskt
article thumbnailons EMBEDDED WORLD Skriv upp logiska villkor som anger kraven på ditt system. Franska Argosims verktyg kan sedan verifiera att dina krav är konsistenta, entydiga och kompletta.

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
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