以下文章来源于射频美学 ,作者RF Technologies
天线是手机的重要组成部分,随着手机的发展,天线的设计也发生了重要的改变。现在智能手机越来越轻薄,频段越来越多,天线设计面临严峻的挑战,设计出一款性能好的天线将是天线工程师的一大挑战。以下举例列出的是2020年12月22日小米发布的小米11频段表,仅作参考。
小米11发布会产品
5G:N1/N3/N28A/N41/N77/N78/N79
4G FDD:B1/B2/B3/B4/B5/B7/B8/B12/B17/B18/B19/B20/B26/B28A
4G TDD:B34/B38/B39/B40/B41/B42
3G FDD:B1/B2/B4/B5/B6/B8/B19
CDMA:BC0
GSM:B2/B3/B5/B8 频段从B12的699MHz到N79的5GHz。
手机天线一般分为外置天线,内置天线,金属边框天线,阵列天线,芯片及天线一体化等过程。外置天线一般包括套筒天线,拉杆天线和鞭状天线,螺旋天线,印制电路板螺旋天线等。其中套筒天线的代表机型为Motorola DynaTAC 8000X, 1983,摩托罗拉DynaTAC 8000X是摩托罗拉出品的一款手机,设计者RudyKrolopp历经十年研发,于1983年上市。
拉杆天线和鞭状天线的代表机型为Motorola MicroTAC 9800X, 1989,作为“大哥大”的改进机型,MicroTAC 9800x有效地减少了机身体积,已经颇具“手机”的雏形,在20世纪80年代末至90年代初风靡一时。
Motorola MicroTAC 9800,1989
螺旋天线,印制电路板螺旋天线的代表产品是Nokia 5110直板机, 1998诺基亚5110手机是一款经济型手机,外型是带外置天线的直板机型。能满足一般用户的平时正常接打电话功能,短信来往功能,以及辅助的常用功能。
Nokia 5110
内置天线主要有单极子天线,PIFA天线,Loop天线,缝隙天线,FICA天线等。
诺基亚3210是一款直板手机,于1999年10月上市,外壳颜色有灰色、蓝色、粉色等,有闹钟、计算器、货币换算等功能。世界销量排名第2名,销售1亿6千万台。
Nokia3210
摩托罗拉V3内置30万像素CMOS摄像头,支持4倍数码变焦,拍照模式可选择 160×120像素、320×240像素、640×480像素三种模式,并且支持拍摄视频短片,销量1.3亿支。
Motorola V3
现在传统智能手机一般PIFA的天线较多,制造成本低等,LDS天线就是镭雕天线也得到了广泛的使用,镭雕天线制作成本高但是使用方便,天线性能较稳定。
金属边框天线的典型代表就是iphone系列的手机,就是手机上面的金属当成天线的一部分,提高手机表面物件的使用率,当然由于人手及人们使用位置的变化对天线的性能影响比较大,著有iphone的“天线门”事件。
iphone 4的天线构造
HTC one
阵列天线系列是现代及未来5G毫米波手机提出的天线解决方案,由许多相同的单个天线(如对称天线)按一定规律排列组成的天线系统,也称天线阵。俗称天线阵的独立单元称为阵元或天线单元。如果阵元排列在一直线或一平面上,则成为直线阵列或平面阵。
芯片及天线一体化是高通5G射频系统方案,手机通信是一个系统工程,无论是包络追踪,还是 AI 辅助信号增强等新技术,都需要基带、射频前端、天线等各个部分紧密协作。在以往,这些元器件往往来源于不同的供应商,就像几个缺乏指挥的士兵,大家各自为战,很难做到完美协作。
这也就是为什么,从前几代产品开始,高通的策略就调整为提供基带、射频、天线等一体化的解决方案,也就是骁龙5G调制解调器及射频系统。
采用高集成度的解决方案,可以让各组件之间配合更紧密,让手机尺寸更小,续航更久,也拥有更好的信号表现。
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