今天跟大家聊一個“小東東”,那就是天線。
手機必須要有天線。但是細心的各位一定發現了,我們現在用的手機,早已沒有了以前的那個“小辮子”:
這是為什么呢?
隨著1G、2G、3G、4G的演進,我們手機的通信頻率逐漸在往高頻段發展。
而手機通信頻段越高,波長就越短,天線也就越短。
天線變短之后,逐漸就從以前流行的外置天線,變成了現在普遍的內置天線。
手機天線的演變
天線都藏在了手機里面,而且還不止一根噢。
除了主通信芯片用于訪問運營商網絡,手機還有Wi-Fi功能、藍牙功能、GPS功能,以及NFC功能,都需要不同的天線。
甚至,現在逐漸流行的無線充電,用的充電線圈也是一種天線。
手機里,塞滿了各種各樣的天線
這些天線,早已不是我們通常所知道的那副模樣,現在都變成了一根一根的小金屬片。不同的用途,就有不同的天線長度。
各種用途的天線長度
內置天線,一般分為3種工藝:
第一種,是FPC(Flexible Printed Circuit,柔性電路板)。
FPC天線
FPC天線(有的手機內部走線,也是FPC)
簡單來說,就是用塑料膜中間夾著銅薄膜做成的導線。
我們就以iPhone為例,從第一代開始的早期iPhone,就是采用FPC天線設計。
第二種,是LDS(Laser-Direct-structuring,激光直接成型技術)。
LDS天線
這種也不復雜,就是在塑料支架上用激光刻出形狀后,再電鍍上金屬形成的,三星的S9手機,就是采用的LDS方案。
第三種,也就是最后一種,就是大家喜聞樂見的“金屬中框”方案。
金屬中框天線
也就是直接把手機金屬中框的一部分,當作天線來用。
喬幫主在iPhone4中采用的金屬邊框天線
那5G對手機天線會有什么影響呢?
5G的頻段,也分為低頻頻段和高頻頻段。
就拿我們國家來說,規劃的5G頻段就包括以下兩種:
5G低頻頻段,其實頻率和我們現在的4G頻段差不多,所以天線長度的區別并不會太大。但是,為了達到5G所要求的傳輸速率,就必須在天線數量上做文章——
一根天線不夠用,我就多搞幾根嘛!
這就是目前非?;鸨腗IMO多天線技術。
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)
例如4×4MIMO,就是發射端4根天線,接收端4根天線。
要在本來就已經很擁擠的手機里面塞進去這么多天線,顯然對手機設計工程師們來說,又是一項艱巨的挑戰。
再來看看5G高頻頻段。
如果說低頻頻段只是加幾根天線,還比較能容忍的話,高頻頻段的天線,無法想象……
在5G高頻,通信波長變成毫米級了(毫米波),天線大小也縮減到幾個毫米。這樣的電磁波,頻率非常高,在空氣中傳播衰減非常大。
為了減少衰減,采用的應對方式,就是在剛才MIMO的基礎上,繼續強化——天線陣列。
基站就不用說了,密密麻麻的天線……
手機這邊,也一樣是搞成陣列(4×4,8×8...)。
總而言之,在5G手機里到底怎么擺這個“陣”,就看各大廠家的想象力了。
目前來看,很可能還是天線內置,放在手機后殼的里面(不太可能放在側邊,空間不夠)。如果是這樣,今后的5G手機肯定會越來越少金屬后蓋,取而代之的,是塑料、玻璃、陶瓷,或者其它新型材料。
某米手機的陶瓷后蓋
5G手機是非常令人期待的,但是它的研發和設計難度,也是很大的。既考驗廠家的技術實力,也挑戰了想象力。隨著科技不斷創新,加上巨大的商業利益驅動,也許就會有像當年iPhone橫空出世一樣的顛覆性產品出現!
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原文標題:關于手機天線,關于5G那些事
文章出處:【微信號:gh_e972c3f5bf0d,微信公眾號:艾邦加工展】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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