通用型SP4T (Sigle-Pole-Four-Throws) 天线调谐器 (Antenna Tuner), 是目前手持类蜂窝移动终端中最常用的天线调谐器件类型。由于拓扑结构相对简单灵活且成本低,而被大规模应用于智能手机、智能手表、4G/5G MiFi等设备中的多频蜂窝天线调谐中。本文将BGSA149MN10为例,对英飞凌这一产品形态在蜂窝终端天线调谐中的若干应用方式做一个初步介绍。
Sep . 2026
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1. 英飞凌新一代小封装SP4T天线调谐器:BGSA149MN10
BGSA149MN10是英飞凌新一代小型化(封装尺寸:1.3mm×0.95mm 0.375mm),支持1.1~1.3V及1.65~1.95V两个供电挡位的标准MIPI 2. 1控制接口天线调谐器。产品的拓扑结构及管脚分布详见下图1与图2(👉点击查看BGSA149MN10规格书)。
该天线调谐器件的拓扑与封装形式,是目前市场上最常见和广泛使用的形式之一。在实际的客户应用中,一般有如下几种应用方式来实现对蜂窝天线的端口匹配、口径调谐、天线间退耦及端口隔离度改善等需求。
2. BGSA149MN10 蜂窝天线调谐应用案例
下图3,左侧是一个简化的蜂窝终端天线的3D模型,右侧是它的匹配调谐方案的原理图。该方案使用3颗英飞凌SP4T天线调谐器BGSA149MN10, 对覆盖全蜂窝频段 (700MHz-4.9GHz) 的两支紧耦合天线进行匹配调谐。其中,
·1器件,通过构架Π型网络,对Sub3GHz (700MHz-2.7GHz) 天线馈电端口附近进行阻抗调谐;
·2器件,在适当的位置与天线结构体直接接触 (RFC口), 用以调节天线有效辐射口径尺寸;
·3器件,用于临近的另一支覆盖UHB (Ultra-High Band, 3.3GHz-4.9GHz) 频段的天线,既用作端口阻抗调谐,同时又用于左右两支天线之间的退耦。
2.1 L型拓扑结构用于天线端口匹配与调谐
相比于另外一种常见的4×SPST并联型天线调谐器 (如BGSA406MN10等),串联型SP4T器件可以更灵活地搭建成串—并或者并—串的L型拓扑电路,方便用于天线端口的匹配电路部分。
图4中,左侧虚线框中#1 的SP4T Tuner是用做端口匹配调谐,通过4个逻辑状态实现了蜂窝天线回波损耗指标(S11)在700 MHz-2.7GHz频段内的分段优化。
2.2 调节优化天线辐射口径
对于一支多频蜂窝天线,其工作频率范围一般较大,往往需要覆盖几个倍频程,固定的天线辐射口径无法满足整个工作带宽内对天线辐射能力(辐射效率)的要求。通过使用天线调谐器件可以分频段改变天线辐射口径,实现在多频段、宽频段范围内的高效辐射。
与4×SPST拓扑一样,SP4T拓扑的天线调谐器也可以用于多频天线辐射体的口径调谐。如图5所示框线内的#2 天线调谐器,RFC口在适当的调谐位置与天线结构体相连,RF1-RF4端口与 “地” 之间可以使用不同的电容或电感器件来实现天线口径的调谐优化。
2.3 天线退耦及端口隔离度优化等
除上面所讲的两种相对常用的调谐方式外,SP4T拓扑还有其他一些更为灵活的应用场景,比如多天线之间的退耦及端口隔离度优化。
手持蜂窝终端一般尺寸较小、形态紧凑,预留给天线的空间有限且相邻天线之间的空间间隔较小,互耦较强,端口隔离度较差。在下图6虚线框中的#3天线调谐器,既用做UHB天线的端口阻抗调谐(见图6右上),同时又用作与之相邻的Sub3GHz天线的退耦和隔离度优化(见图6右下)。
如图6的仿真结果所示,通过合理的天线结构体设计配合SP4T调谐器件,可以简单有效地完成多个目标参数的优化。
3. 小结
前面通过两支紧耦合蜂窝天线的调谐案例,简单介绍了SP4T通用串联型天线调谐器在客户产品设计中常见的应用方法。通过英飞凌BGSA149MN10天线调谐器S参数模型的导入、3D模型的全波仿真以及性能收益的结果对比,可以看出英飞凌通用型SP4T Antenna Tuner 在支持多频宽频的手持类、穿戴类无线终端天线上有很好的适用性和灵活性。
4. 英飞凌器件天线调谐器件(SP4T) 型号推荐
BGSA149MN10 (👉点击查看BGSA149MN10规格书),MIPI2.1接口,最大射频工作电压45V BGSA144ML10 (👉点击查看BGSA144ML10规格书),MIPI2.1接口,最大射频工作电压80V BGSA143GL10 (👉点击查看BGSA143GL10规格书),GPIO接口,最大射频工作电压42V
文章来源:英飞凌官微