天线调谐器关键参数对电小天线性能的影响

在移动终端多频、宽频蜂窝通讯设计中，天线调谐器件是优化天线性能的核心组件。本文聚焦天线调谐器的 COFF（寄生电容）、RON（导通电阻）、ROFF（关断电阻）三大关键参数，结合口径调谐与阻抗调谐两种典型应用场景，分析其对电小天线辐射性能的影响，为工程师器件选型与性能优化提供技术参考。

一、参数影响的应用背景

RON、ROFF、COFF 均属于调谐器小信号参数，主要作用于天线无源指标（谐振频率、回波损耗、峰值效率）。移动终端常用单极子、偶极子、IFA 等末端开路天线，这类天线具有体积小、易集成、宽带匹配性好的优势，其调谐核心是通过改变等效电参数（容值 / 感值）调整有效辐射口径或端口阻抗，而调谐器的 COFF、RON、ROFF 会直接干扰这一过程。

二、COFF 对天线频偏的影响机制

1. 口径调谐的电容加载原理

末端开路天线可等效为开路端 “加载” 无穷小电容 / 无穷大电感，通过加载电容增大等效辐射口径，使谐振频率向低频偏移（容值越大，频偏越大）；加载电感则使谐振向高频偏移（感值越小，频偏越大）。蜂窝频段天线通常加载 1-2pF 小电容或十几至几十 nH 大电感，调谐点越靠近开路端，效果越显著。

2. COFF 的寄生效用

以 4 通路调谐器为例（图 1），每路断开时存在对地寄生电容 COFF，4 路全断时 COFF 最大。当天线所需加载电容与 COFF 量级接近（如均为 0.1-0.3pF）时，COFF 会显著改变等效加载电容值，导致谐振频率偏移。仿真数据显示（图 3），COFF 从理想无寄生状态增至 0.2pF 时，1GHz 以下蜂窝天线谐振频率明显偏移，因此需在天线模块开发初期就纳入 COFF 参数评估。

图 1

图 2

三、RON 与 ROFF 对天线效率的差异化影响

RON（通路导通电阻，典型 1-2Ω）与 ROFF（通路关断电阻，典型几十至 200kΩ）不影响频偏，但会产生功率损耗，且影响程度与调谐方式强相关。需注意 ROFF 因芯片级测试误差大，通常不体现在规格书，需通过系统性能验证。

1. 口径调谐场景：ROFF 主导损耗

口径调谐采用高电抗加载，流经调谐器的电流较小，RON 上的热损耗远低于 ROFF 的漏电流损耗。测试数据（表 1、2）表明，ROFF 越大，天线峰值效率越高；而降低 RON 对效率提升的增益微弱，因此口径调谐选型需优先关注高 ROFF。

表1. 天线调谐器RON对天线效率的影响：口径调谐

表2. 天线调谐器ROFF对天线效率的影响：口径调谐

2. 阻抗调谐场景：RON 主导损耗

阻抗调谐通过馈电端低电抗加载（如 0Ω 电阻）实现端口阻抗匹配，调谐点靠近电流腹值点（接地点），流经导通通路的电流远大于关断通路漏电流，RON 的热损耗成为主要损耗源。测试数据（表 3、4）显示，RON 越大，天线峰值效率越低；ROFF 影响可忽略，因此阻抗调谐选型需优先选择低 RON 器件。

四、选型总结

调谐器 COFF、RON、ROFF 对天线性能的影响具有场景依赖性：口径调谐需重点控制 COFF 以避免频偏，同时优先选择高 ROFF 以降低效率损耗；阻抗调谐需优先选择低 RON 以减少功率损耗，COFF 影响可根据加载电容量级灵活评估。工程师在设计初期需明确调谐方式，结合目标频段与天线结构，针对性筛选参数，在拓展带宽与降低附加损耗间实现平衡。