Annons

fredag 31 oktober 2014vecka 44
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
Annons

 

Eventuella läsarkommentarer finns längre ner (länk)

 

Svenska bitcoinbolaget hotas av stämningar
article thumbnailigår Kunder till svenska bitcoinföretaget KNC Miner tänker stämma företaget för uteblivna leveranser av företagets processorkort för bicointillverkning. Och företagets presskontakt vägrar svara på frågor. Det berättar den svenska tidningen Computer Sweden.
HP lovar revolution inom 3D-utskrift
article thumbnailigår Hälften så dyr och tio gånger snabbare än konkurrenterna – så beskriver HP sin nya 3D-skrivarteknik. Dessutom lanserar företaget en tillhörande arbetsstation som med hjälpa av kamera och projektor låter dig bolla objekt mellan den fysiska och den virtuella världen.
Finsk strömsnål Bluetooth via USB
article thumbnailigår En USB-dongel för Bluetooth LE finns nu hos RS Components. Tillverkaren är finska Bluegiga.
Effektiv kompakt kraft
article thumbnailigår Kraftspecialisten XP Power säger sig ha branschens minsta konvektionskylda 400 watt AC/DC-omvandlare för medicinska och industriella tillämpningar. Verkningsgraden ligger på 94 procent över en stor del av belastningsområdet.
Norskt skal gör Arduino trådlös
article thumbnailigår Vill du koppla upp ett Arduino Uno-kort trådlöst? Då kan norska Energy Micros utvecklingskort för Bluetooth Smart, ANT och andra 2,4 GHz-standarder med låg energiförbrukning vara ett intressant alternativ.
Ny generation bättre kraftnätsbatteri
article thumbnailigår 300 dollar per kWh. Det är prislappen på en ny generation vanadinbatterier från Imergy. Genom att bland annat använda restprodukter som råvara kan man stryka hela 200 dollar från första generationens prislapp.
Idiotsäker och intelligent laddare
article thumbnailigår Inget går sönder och det blir inga gnistor om du ansluter laddaren på fel sätt. Du kan lämna den inkopplad hur länge som helst utan att batteriet eller fordonets elektronik tar skada. Snarare är det tvärtom, svenska Cteks intelligenta laddare motionerar blybatteriet så att det håller längre.
Vinkelsensor för tuffa tillfällen
article thumbnailons Industrins noggrannaste, snabbaste och energisnålaste magnetiska vinkelsensor är vad Analog Devices just släppt. Sensorn kan direkt mäta axelposition i likströmsmotorer. Likaså är den kvalificerad för fordonstillämpningar.
Fyra halvledarchefer diskuterar IoT
article thumbnailons Att sakernas internet är stekhett har väl knappast undgått någon och självklart är det även ämnet för den traditionella rundabordsdebatten på jättemässan Electronicas första dag med cheferna för ST Microelectronics, NXP, Infineon och Freescale.
Huawei: vår telefon är snabbast
article thumbnailons Huawei släpper en Androidtelefon under det nya varumärket Honor. Hjärtat är en egen systemkrets med Cat6-LTE-modem och fyra Arm Cortex A7- och fyra Arm Cortex A17-kärnor. Det här är världens snabbaste telefon, enligt Huaweis marknadsföring.
Japan köper färsk amerikan för jättesumma
article thumbnailons Japanska Megachips köper amerikanska Sitime, som utvecklar mikromekaniska kretsar som ersätter kvartskristaller i timingtillämpningar, för 200 miljoner dollar – knappt 1,5 miljarder kronor. Köpet sker nästan på Sitimes 10-årsdag.
4k-video i mobiler med Arms nya kärnor
article thumbnailons Arm släpper nya IP-kärnor för grafik, video och skärmstyrning. De ska kunna användas i allt från mobiler till TV-boxar.
Hans Holst: Släpp loss kunderna!
article thumbnailons Den urgamla myten om konflikten mellan Zeus och Prometheus visade på Zeus visdom. Han ville inte att människorna skulle få tillgång till elden. Risken var uppenbar – då eldar människorna upp hela planeten! Denna ovilja att dela med sig av elden kallas den oligarkiska principen. Tänkvärt, eller?
Digi-Key växer starkt i Europa
article thumbnailtis För nästan exakt två år sedan offentliggjorde Digi-Key sin nya offensiv mot Europa. Nu skördar företaget frukten av den genomtänkta satsningen. Försäljningen i Europa har i medel växt med 26 procent i år, jämfört med de tre första kvartalen i fjol.
Raspberry Pi som mätinstrument
article thumbnailtis Oscilloskop, logikanalysator, komparator, vågformsgenerator och spektrumanalysator. Det är några av de instrument som ryms i Bitscope Micro, ett litet vattentätt tillbehör på 12 gram som förvandlar Rapberry Pi till ett fullfjädrat mätinstrument.
Glöm risc och cisc – nu kommer visc
article thumbnailtis En virtuell processorarkitektur – det är en idé som amerikanska Soft Machines i smyg arbetat med  i hela sju år. Nu presenterar gänget till slut sin första kärna. Den ska kunna exekvera 3-4 gånger fler instruktioner per processorcykel än Intel och Arm, och ge 2-4 gånger mer prestanda per watt. Arkitekturen kan dessutom köra program för andra arkitekturer.
Uppåt för Mycronic
article thumbnailtis Ökad orderingång, högre omsättning, förbättrat rörelseresultat och mer pengar kvar efter skatt. Maskritar- och ytmonteringsföretaget Mycronics siffror för årets tredje är klart bättre än i fjol.
Fem minuter med Mats Odell
article thumbnailtis Även om det Vinnovastödda programmet Smartare Elektroniksystem formellt inte startar förrän nästa år arrangerades vad som närmast kan liknas vid en kick-off på Tekniska museet den 25 september. Där presenterade sig Mats Odell, som är nybliven ordförande för programmet.
Infineon staplar sensorer
article thumbnailmån Två oberoende sensorer staplade på varandra i samma kapsel. Så vill Infineon tackla kravet på redundans i säkerhetskritiska fordonstillämpningar där även pris och storlek har avgörande betydelse.
Snabbare fordonsverifiering från Cadence
article thumbnailmån Förmågan att upptäcka att något är fel är en viktig parameter när man ska verifiera att en konstruktion uppfyller fordonsstandarden 26262. Idag görs det arbetet till stor del manuellt, något som Cadence vill snabba upp med ett nytt verktyg för verifiering av funktionell säkerhet.

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

Sök komponent
(demoversion)






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