Annons

tisdag 28 april 2015vecka 18
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)

 

Shaofang Gong visar upp sitt IoT
article thumbnailigår Nästa måndag visar Linköpings universitet upp resultatet från Shaofang Gongs forskningsprojekt Smart stad. Exempel hämtas från Kolmårdens djurpark, shoppinggallerian Mirum och universitetets lokaler i Norrköping.
Isolerar och klarar värme bättre än andra
article thumbnailigår Kraftspecialisten XP Power har släppt tre familjer DC/DC-omvandlare i SIP-format med uteffekten 1 W. De har högre verkningsgrad och bättre isolering inom ett bredare temperaturområde än tidigare produkter, hävdar företaget.
Patenttroll kan få betala förlorad tvist
article thumbnailigår Efter 18 dyrköpta segrar i rätten mot olika patenttroll, hoppas nu tevetillverkaren Vizio på att trollet ska dömas att betala rättegångskostnaderna.
Grattis Elfa 70 år!
article thumbnailigår Kundengagemanget och Elfa-själen är två frekventa ord när katalogdistributören Elfa Distrelec firar 70 år.
Universitet får gratis Mips
article thumbnailigår Brittiska Imagination släpper en gratisversion av sin cpu Mips Micoaptiv. Universitet får ta del av konstruktionen än ner till RTL-nivån. MIPSFPGA heter programmet som låter studenter experimentera med en cpu-konstruktion i en FPGA.
Blackberry lägger ned i Sverige
article thumbnailigår 150 personer förlorar jobben när den kanadensiska mobiltelefontillverkaren lägger ned verksamheten i Malmö och Göteborg, skriver nyhetsbrevet Rapidus.
Vad du missade på Elektronik i Fordon
article thumbnailfre Lastbilschaufförer är ofta inte helt bekväma med konvojkörning – de valde ju yrket för att  känna sig fria. Det och mycket mer rapporterar Johan Wedlin och Azra Habibovic på Swedish ICT från årets upplaga av mässan Elektronik i Fordon.
Så försvarar Ericsson sitt samarbete med patenttroll
article thumbnailfre Patentbloggaren Florian Müller går till attack mot svenska telekombolaget Ericsson för att det anlitar patenttrollet Unwired Planet för att driva in licenspengar från bland annat Samsung. Enligt Ericsson är Florian Müllers kritik onyanserad och själv beskriver företaget samarbetet med Unwired Planet som ett av flera sätt att få en rimlig avkastning på sitt forsknings- och utvecklingsarbete.
Arm säljer mer grafik än Imagination
article thumbnailfre Den långvariga ettan inom grafikkärnor – brittiska Imagination – har förlorat ledtröjan till landsmannen Arm. På några få år har Arm gått från ingenting till marknadsledare.
Halvledarmarknaden spås växa 4 procent i år
article thumbnailfre Den starka dollarn, stora lager och att vi slutat köpa nya persondatorer gör att halvledarmarknaden inte kommer att växa mer än 4 procent i år. Därmed landar den på 354 miljarder dollar i år, enligt analyshuset Gartner.
Pekar ut hindren för svensk solenergi
article thumbnailfre Byggherrarna har inte upptäckt prisfallet på solceller. Det är en av flera orsaker till Sveriges dåliga placering i den europeiska solenergiligan, enligt lundaforskaren Jouri Kanters, som kartlagt hur de centrala aktörerna i Sverige – politiker, stadsplanerare, byggherrar och arkitekter – förhåller sig till solenergiteknik.
Äntligen dags för EUV
article thumbnailfre En icke namngiven amerikansk kund – läs Intel – har beställt minst 15 avancerade litografisystem av nederländska ASML. Det som gör ordern intressant är att det handlar om extremt ultraviolett ljus, EUV.
IDT tog Ikeas laddarorder
article thumbnailtor Halvledarbolaget IDT meddelar stolt att det är företagets kretsar som står för den trådlösa laddningen i Ikeas nya möbelserie.
Staten vattnar Kinas DRAM-industri
article thumbnailtor År 2017 kommer Kina att ha en konkurrenskraftig DRAM-industri.  Det skriver tidningen Digitimes.  Ett halvdussin städer i Kina konkurrerar just nu med varandra om att få bli Kinas DRAM-centrum.
Rekordstor orderbok hos Mycronic
article thumbnailtor Även om företaget inte levererat någon maskritare under första kvartalet så är tongångarna i rapporten för årets första kvartal muntra. Det beror framförallt på att orderboken är rekordstor med sina 869 miljoner kronor.
Röda siffror hos Partnertech
article thumbnailtor Trots att försäljningen fortsätter att öka lyckas Partnertech inte får ordning på verksamheten. Nordens största kontraktstillverkare tvingas därför redovisa ytterligare ett kvartal med röda siffror.
USA sänker Ericsson
article thumbnailtor En svag försäljning av mobilnät i Nordamerika fick Ericssons alla siffror för första kvartalet att landa långt under förväntan. Enda glädjeämnet var affärsområdet Services – byggnation och drift av mobilnät – som hade ett starkt kvartal.
Google avskaffar roamingavgift för data och sms
article thumbnailtor 20 dollar i månaden plus 10 dollar per gigabyte – det är priset på Googles mobiltelefonabonnemang Fi. Med abonnemanget slipper amerikaner roamingavgifter för data och sms i 120 länder, bland dem Sverige.
Nu ska industrin klippa tråden
article thumbnailtor Mittuniversitetets forskningscenter Sensible Things that Communicate, STC får 15 miljoner kronor av KK-stiftelsen för att utveckla trådlösa sensornät som skördar sin egen energi och är skräddarsydda för industrin.
OrCad fyller 30
article thumbnail22/4 Kretskortsverktyger OrCad från Cadence fyller 30 år och firar födelsedagen med fem nya modeller och tre större uppgraderingar.

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
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