上个月有个做车载定位器的外贸客户找到我,说他们设备外壳已经开模了,结构改不了,但四根天线还没定。4G、GPS、WiFi、蓝牙,四个功能都要,PCB板预留的天线位置只有两指宽。他们之前找的供应商说做不了,要么就改外壳,客户不想改模,模具费已经花了十几万。这种情况我们厂接过来,不是一口答应,是先去车间跟射频师傅聊了一个下午,确认可行才回他。最后做出来的组合天线,四合一集成在一块FPC板上,贴装就一个动作,产线装配时间省了一半。
说实话,组合天线定制听起来就是把几根天线焊在一起,实际没这么简单。最麻烦的是互相干扰。4G天线频段宽,700M到2.7G都可能用到,GPS是1.575G,WiFi和蓝牙都在2.4G附近。你把四根天线靠得太近,4G发射的时候可能把GPS信号压得搜不到星,或者WiFi吞吐量掉得没法用。我们设计的时候先把4G天线放最边上,GPS天线单独占一个角,WiFi和蓝牙共用一组辐射体但分开馈点,中间用地隔离条隔开。地隔离条就是板上的铜箔走线,不用额外加元件,但对隔离度影响很大。
间距留多少?我的经验是低频天线之间至少留10毫米,高频可以近一点,6到8毫米能接受。但具体还要看板子介质、周围金属件结构。客户那个定位器外壳是塑胶的,内部有锂电池和一块小主板,电池离天线太近会吸收信号,我们就建议在电池负极贴一小块吸波材料,成本增加不到三毛钱,信号稳定多了。有些客户一听要加钱就不愿意,其实这种小改动对整机测试通过率帮助很大,尤其是出口要做FCC和CE的时候。
装配省空间是组合天线最大的卖点。客户原来计划用四根独立的PIFA天线或者陶瓷天线,结构上要设计四个卡位,产线工人要焊四根线,四根线的长度还不一样,焊错一根整机返工。换成组合天线,FPC软板背面带背胶,撕掉离型纸贴到外壳内壁指定位置,一个头扣到主板上的IPEX座子,完事。人工从焊四根线变成贴一片,出错率降下来,产线节拍也快了。我们厂做代工,客户组装我们做好的成品线,这种改动他们最欢迎。
打样周期这块,组合天线比单根天线慢两天左右。普通单频天线打样三到四天,四合一组合天线要五到六个工作日,因为要做阻抗匹配调试。我们先用网络分析仪看每一路的驻波比和回波损耗,4G天线驻波做到2.0以下,GPS做到1.5以下,WiFi和蓝牙1.8以下,有源测试再上暗室看效率。客户如果赶时间,我们可以先出无源样品给他试装结构,有源测试报告后补,但量产前必须把有源指标确认了,不然批量一致性出问题来回折腾更费时间。
还有一点很多人忽略,就是馈线长度和走向。组合天线的IPEX座子位置要跟主板配合好,馈线不能折死弯,不能贴着喇叭磁铁或者电源模块走。我们给客户出的图会标清楚线长、线径、剥线尺寸,批量的时候用治具定位弯折角度。有些外贸客户直接拿我们的图给整机厂,整机厂一看就懂,不用再沟通半天。这种图纸我们出过几百份了,从车载OBD、手持工业终端到宠物定位器都做过,懂行的看一眼就知道能不能落。
最后说下价格。四合一组合天线定制,工程打样费我们收三百到五百,含两到三套样品和测试报告。批量的话看线长和材料,普通FPC基材加镀锡铜线,千片起单价大概两块八到四块二。如果要求低损耗LCP基板或者镀金端子,价格会上去一块多。起订量不高,五百片我们也做。外贸客户常问有没有RoHS和REACH,这两个都有,无卤材料也可以指定。定制天线这事,不用一上来就谈最低价,先把频段、尺寸、安装方式说清楚,我们厂能做就直接给你落地方案,做不了也会说做不了,不浪费你时间。