torsdag 26 maj 2016vecka 21
Annons
fb
STARTSIDA Internet of Things Embedded Power Energi Distribution Fordon Kommunikation Medicin Komponenter Produktion Test & mät Technical Papers

Antenner är inte som andra komponenter Visa endast artikeln (fr utskrift)
Av Per Henricsson (per@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.
Annons
Vem bjuder 15 miljarder dollar för Xilinx?
article thumbnailidag Efter Intels köp av Altera förra året har det av och till spekulerats i att även FPGA-jätten Xilinx ska bli uppköpt. Den här gången är det Qualcomm och Broadcom som pekas ut som tänkbara spekulanter.
Direktsamplar snabbare än andra
article thumbnailidag Texas Instruments har lanserat en 14-bitars AD-omvandlare som samplar i 3 GSa/s. Företaget hävdar att det är industrins första i sitt slag och den bäddar för enklare systemlösningar kring direkt rf-sampling.
Göteborg får Lora-nät
article thumbnailidag Umeå blev först i Sverige med ett stadstäckande IoT-nät av typen Lora. Nu hakar Tele2 på den heta trenden med sakernas Internet och bygger ett nät i Storgöteborg som ska vara klart i höst.
Tummen upp för Chalmers och trådlöst
article thumbnailidag I höstas öppnade Vinnova en ny utlysning med syfte att skapa kompetenscentrum inom forskningsområden som är viktiga för Sveriges framtida konkurrenskraft. Inom den riktade utlysningen har nu fem centrum beviljats medel. Två med Chalmerssäte: Chase och Gigahertz Centrum.
Stilla din nyfikenhet på tryckt elektronik
article thumbnailidag Den 8 september bjuder forskningsbolaget Acreo in till öppet hus på Printed Electronics Arena i Norrköping.
Exo-ben vann Skapas gillande i Gävle
article thumbnailidag Det blev Usman Haider som vann regionfinalen i Gävle av Skapatävlingen. Hans exo-ben ska hjälpa gamla och rörelsehindrade att klara sin vardag bättre. Priset är 15 000 kronor och en plats i riksfinalen i höst.
Partnertech i Karlskoga köpt av Karlskogabolag
article thumbnailidag Förra året köpte finska Scanfil den svenska kontraktstillverkaren Partnertech. För drygt två veckor blev det klart att det finska företaget sälja samtliga aktier sitt dotterbolag Partnertech Karlskoga. Nu är det klart att Karlskogaföretaget Permec Group tar över som ägare. Närmare 30 procent av personalen har dock varslats, enligt nwt.se
En flygande värmekamera och termometer
article thumbnailigår Inspektioner av tak, kraftledningar, odlingar eller infrastrukturanläggningar är några av uppgifterna i blickfånget för Flirs nya värmekamera anpassad till drönare. Förutom att skicka ned realtidsvideo mäter Vue Pro R temperaturen för varje bildpunkt och sparar i minnet.
Microsoft ger upp mobilerna
article thumbnailigår För en vecka sedan blev det klart att Microsoft säljer tillbaka varumärket Nokia på mobiltelefoner till Finland. Nu meddelar IT-jätten att företaget lägger ned den resterande hårdvaruutvecklingen inom mobilområdet med 1850 anställda.
Hur många ska Nokia sparka?
article thumbnailigår Blir det 10 000 eller kanske 15 000 personer som får lämna den finska telekomjätten? Spekulationerna har tagit fart sedan nyhetsbyrån Reuters pratat med fackliga företrädare. Från ledningen är det locket på.
Kapsling för elcentraler till Raspberry Pi
article thumbnailigår RPI-BC är enligt Phoenix Contact den första kapslingen för normcentraler som är utvecklad för Raspberry Pi. Därmed blir det enklare att använda datorkortet i ett tidur eller för att styra strömmen till exempelvis utomhusbelysningen.
Signalgenerator för alla behov
article thumbnailigår Den fungerar som enkel signalgenerator men kan också generera sekvenser av komplexa vågformer för exempelvis LTE och radartillämpningar. AWG4000 från Tektronix säger sig klara alla behov som finns i labbet.
SMA-kontakten som kan bytas i fält
article thumbnailigår Det behövs inga pressverktyg eller lödutrustning för att byta brittiska Intelliconnects nya SMA- och 2,9 mm-kontakter. Trots det ska de ha samma egenskaper som dagens kontakter som löds fast på kablarna, lovar företaget.
Kreditkortsstor mikrovågsvärmare
article thumbnailtis För en vecka sedan släppte NXP en transistorbaserad modul för mikrovågsugnar. Nu kommer konkurrenten Ampleon med motsvarande produkt men i ett mindre format. Kortet är 80x40 mm och levererar upp till 250W vid 2,4-2,5 GHz, perfekt för att värma mat i mikron och i industriella tillämpningar, enligt Ampleon.
Stormen kring ASTG nu bara snålblåst
article thumbnailtis Förra sommaren uppdagades en mycket djup kris hos Kistaföretaget Advanced Stabilized Technologies Group, ASTG, skapad av den tidigare ledningen. Nu tycks företaget ha rensat upp det mesta, även om nya krav ställts på den tidigare styrelsen.
Hexatronic köper mer kabelverksamhet av Ericsson
article thumbnailtis För två och ett halvt år sedan köpte Hexatronic delar av Ericssons kabelverksamhet i Hudiksvall. Nu köper företaget även Ericssons fiberkabelverksamhet på Nya Zeeland för 30 miljoner kronor.
Små effektiva kraftmoduler
article thumbnailtis Amerikanska Intersil har släppt två nedkonverterande DC/DC-moduler för POL-omvandling. De påstås ha mycket hög effekttäthet och upp till 95 procents verkningsgrad.
Tungviktare enas om cachekoherent gränssnitt
article thumbnailtis Med Xilinx i spetsen har AMD, Arm, Huawei, IBM, Mellanox och Qualcomm enats om ett cachekoherent gränssnitt som ska göra det enklare att accelerera tillämpningar i datacenter med hjälp av FPGA:er. Samarbetet ska ses som ett svar på Intels köp av Altera som bland annat resulterat i en produkt med just processor och FPGA i samma kapsel för datacenter.
Experimentsats för Lorawan
article thumbnailmån En gateway för Lorawan, två sensorer och en lokal servertillämpning. Där har du innehållet i det paket som Microchip satt ihop för den som är nyfiken på den smalbandiga och strömsnåla IoT-standarden Lorawan.
Iphone 7 lyfter halvledarbranschen
article thumbnailmån Den kommande versionen av Apples smartmobil – Iphone 7 – blir en succé om man ska tro företaget som bett sina leverantörer ta höjd för 72-78 miljoner enheter. Det är klart mer än de senaste två modellerna, rapporterar nyhetsbyrån Bloomberg och citerar taiwanesiska media.

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
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