Annons

fredag 22 maj 2015vecka 21
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.
Annons
Annons

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

Formell verifiering som app
article thumbnail14:51 Samtidigt som Infineonavknoppningen Onespin firar tio år så lanserar företaget en plattform som ger kunder utan ingående kunskaper i formell verifiering möjligheten att utveckla en app för formell verifiering av ett problem inom just deras tillämpningsområden.
Plockar ner mikrovågor effektivt
article thumbnail13:39 En liten fyrkanalig nedkonverterare för 24 GHz-mottagare är vad Analog Devices just lanserat. Kretsen kommer i en plastkapsel och har enligt företagen en brusfaktor och energiförbrukning som slår konkurrenterna på fingrarna.
Så byggdes världens snabbaste bitcoinmaskin
article thumbnail12:45 Även konkurrenterna var duktiga på att göra asicar. Men de var inte lika duktiga på strömförsörjning. Det berättar svenska KNC Miners chefskonstruktör Michael  Unnebäck i ett fullsatt seminarium på mässan Elektrikexpo i Västerås.
Taiwanesiskt fläktlöst Braswellkort
article thumbnail10:18 Butikssystem, tunna klienter, skrivare, inbyggnads-pc och medicinska instrument – det är några tillämpningsområden för 2,25-tumskort från Avalue. På kortet, som heter EBM-BSW, sitter en processor ur Intels familj 14 nm-familj N3000, också känd som Braswell.
Första fasen för svensk vågkraft i Ghana
article thumbnail8:56 Ett ställverk på en strand söder om Ada i Ghana står nu kopplad till sex vågkraftaggregat. Kraftverket kommer från svenska Seabased och ska leverera 14 megawatt när det står klart.
Blir elbilar ett bullerproblem?
article thumbnail8:17 Idag glider de fåtaliga elbilarna fram nästan ljudlöst så länge det handlar om lägre hastigheter men från 2019 kan det vara slut med tystnaden. Då måste alla eldrivna fordon som säljs vara utrustade med ett varningssystem som avger ljud vid lägre hastigheter. Beslutet kommer från EU-parlamentet och ska minska antalet olyckor.
Huawei lanserar IoT-plattform
article thumbnail7:50 En gateway, en kontroller och ett operativsystem med litet fotavtryck för ändnoder – det är komponterna i Huaweis nylanserade plattform för uppkopplade inbyggda system. Agile Network 3.0 lanserades på Huawei Network Congress 2015 i Peking.
Världens minsta antenn
article thumbnailigår Med sina 1,0 x 0,5 x 0,5 mm är Weii världens minsta antenn. Påståendet kommer från brittiska Antenova som vill se antennen i produkter med Bluetooth, wifi, Zigbee eller proprietära radioprotokoll.
Signalhunden får kompis
article thumbnailigår En liten signalgenerator för rf-signaler upp till 2,5 GHz som kompletterar spektrumanalysatorn Signal Hound. Det är senaste produkten från företaget med samma namn.
ABB startar robotfabrik i USA
article thumbnailigår Kraft- och automationsföretaget ABB har invigt en fabrik för tillverkning av industrirobotar i USA. Företaget säger sig vara först av de globala robottillverkarna med en lokal fabrik i Nordamerika.
Forskningslabb för exakt position öppnar i Lund
article thumbnailigår Lund Positioning Lab är namnet på ett forskningslabb inriktat mot positionering som nu slår upp dörren inom forskningsinstitutet Mapci i Lund. Här ska all positioneringsinriktad forskning vid Lunds universitet samlas och härifrån ska det lokala näringslivet stöttas. I ett första projekt siktar forskarna på inomhusnavigering med extremt hög noggrannhet.
USA: Kina stjäl teknik från Avago och Skyworks
article thumbnailons USA:s regering åtalar sex kinesiska medborgare för att ha stulit affärshemligheter från de amerikanska elektronikföretagen Avago och Skyworks. En av dem har gripits. USA hävdar att Kinas regering ligger bakom spionaget.
Bränslecell tar plats i energihus
article thumbnailons Göteborgsföretaget Powercell ska levererar sitt bränslecellssystem till ett självförsörjande lågenergihus i Angered, Göteborg. Enligt företaget handlar det om en genombrottsorder för denna typ av energismarta hus.
Elektronikexpo växer exponentiellt
article thumbnailons Från 25 utställare i fjol till 45 i år. Mässan Elektronikexpo låg under sina första år under ett dussin utställare, men i fjol skedde en dubblering och i år kan det hända igen.
Svensk vattendrake får nyckelroll inom marin energi
article thumbnailons 112 miljoner kronor av EU-fonder – det satsar Wales regering på  energiteknikföretaget Minesto i Göteborg, som är ensamt i världen att kunna alstra energi ur relativt långsamma vattenströmmar. Med pengarna ska en tidvattenkraftpark som kan leverera el till 8 000 hushåll byggas.
Rysk x86-kompatibel fyrkärna i volym
article thumbnailons MCST (Moscow Center of SPARC Technologies) tar nu beställningar på Elbrus 4S, en fyrkärnig processor på 800 MHz i arkitekturen Elbrus 2000. Den tillverkas i 65 nm och är avsedd för pc och server.
Gratisverktyg för makers
article thumbnailons Ett par månader senare än utlovat kan den som är nyfiken börja testa Circuitmaker, Altiums fria kretskortsverktyg för hobbyprojekt och makers.
En kraftkälla för dina accessoarer
article thumbnailons Tunn som en tepåse men ändå med kraft för att driva smarta prylar i dina kläder eller i ditt hem. Det handlar om en ny superkondensator från Cap-XX som bara är 0,6 mm tunn och tänkt att komplettera små batterier tillverkade med tunnfilms- eller halvledarteknik, men också knappceller och energiskördande lösningar.
Tysk mobilnätsgateway på Picprocessor
article thumbnailtis Pingpong från Round Solutions låter dig koppla upp allt från oljetankers till sopcontainrar mot Internet. Hjärnan är en 32-bitars Pic-processor med mjukvara för sensorläsning, varuspårning, säkerhet, telemetri och andra IoT- och M2M-tillämpningar
IBM har kiselfotonik för 100 Gbit/s-länkar
article thumbnailtis IBM har integrerat elektronik och fotonik på ett chip på ett sätt som kommer att möjliggöra strömsnål optisk kommunikation i 100 Gbit/s i i molnservrar och superdatorer. En milsten inom kiselfotoniken, enligt företaget.

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

 

 
Svenska elektronikkonsulter
200 företag
Senast uppdaterad:
Eldevice AB i Göteborg.
KOMMENTERAT
Kommentarer via Disqus

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