標(biāo)簽：智能手機(jī) 無線發(fā)射器
萊斯大學(xué)(Rice University)的研究人員提出了一種設(shè)計，可以使對信號的擔(dān)憂成為過去，并能夠延長電池壽命。該設(shè)計采用兩根天線，每根重點作用于不同的方向。
無線電路：這種無線發(fā)射器已連接至3根定向天線，一種顯示將無線電信號指向手機(jī)發(fā)射塔，從而節(jié)省手機(jī)能量使用的裝置。
你目前使用的手機(jī)天線接收來自各個方向的信號。“只有一小部分能量實際到達(dá)了基站”，鐘林說，他的研究小組致力于使計算設(shè)備更有效率。這不僅浪費了手機(jī)的電池壽命，他說，而且引發(fā)了與其他用戶之間不必要的干擾。
天線在一個較窄的頻帶內(nèi)發(fā)播能量會更有效。手機(jī)通信塔正是采用了這種策略，使用幾個指向不同方向的天線，以更好地為用戶服務(wù)。鐘林的研究小組已經(jīng)開發(fā)了一個天線系統(tǒng)的樣機(jī)，使手機(jī)本身具有這種功能，可以節(jié)約能量并延長電池壽命。
研究人員們將一個小型WiFi發(fā)射器連接到3根面對不同方向的、低價定向天線，和一根標(biāo)準(zhǔn)的全方位天線上。在任何時間，四支天線中只有一支在工作，定向天線用來發(fā)送數(shù)據(jù)到基站，全方位天線用來接收信號。
整個系統(tǒng)安裝在一個旋轉(zhuǎn)的機(jī)動平臺上，以測試其最重要的特性：當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)而改變方向時，能夠保持連接(通過在每個對準(zhǔn)基站的天線之間不斷切換)。定向天線通過監(jiān)測從基站接收的數(shù)據(jù)包的質(zhì)量，來決定下一個數(shù)據(jù)包應(yīng)該由哪根天線發(fā)出。
即使每秒旋轉(zhuǎn)一圈的速度下，該樣機(jī)都可以幾乎零干擾地接受視頻流。這表明，該方法將在實際情況下很好地工作，鐘林說。他收集了來自11臺智能手機(jī)的加速計和羅盤的、一周的數(shù)據(jù)，這些手機(jī)都是由真人實際使用的，他發(fā)現(xiàn)，這些手機(jī)在連通狀態(tài)下，很少在一秒之內(nèi)旋轉(zhuǎn)超過三分之一圈。
目前，樣機(jī)使用的是WiFi頻率，因為現(xiàn)成的WiFi定向天線很容易搞到。但是，該結(jié)果適用于任何頻率，鐘林說。他的小組正在測試一個連接了多個天線的、運行Android操作系統(tǒng)的Nexus One手機(jī)，同時也在進(jìn)行計算機(jī)模擬測試。到目前為止，結(jié)果是支持WiFi版本測試的，他說。
所有的結(jié)果表明，在手機(jī)上使用兩根天線將會得到明顯的節(jié)省，鐘林說。“一根在背面，一根在正面，你可以在移動網(wǎng)絡(luò)邊際獲得兩倍于常規(guī)天線的信號強(qiáng)度，并在網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)省一半的能量。”
新罕布什爾州AntennaSys公司(設(shè)計從手機(jī)到醫(yī)療設(shè)備等很多用途的天線)的總裁斯潘塞•韋伯(Spencer Webb)同意，在正反兩面安裝兩個單獨的天線可以幫助手機(jī)在各種情況下工作。“一個例子是，當(dāng)您將手機(jī)(無論哪面)放在一個表面上，它都可以切換到朝上的那根天線，以避免干擾，”韋伯說。
多重天線也使人們有可能避免用戶因手持姿勢而影響信號的問題，這個問題在蘋果iPhone 4發(fā)布時引起了渲染大波而為人所熟悉，韋伯說。“比如，如果你擁有雙天線，并明智地使用它們，你也許可以防止這種問題，當(dāng)你改變握姿時，天線可以自動切換，”他說。
然而，蘋果iPhone被稱為“天線門”的事件中另一個原因是：對智能手機(jī)空間和設(shè)計上的限制，韋伯補充道。像摩托羅拉Droid X和宏達(dá)電Evo那樣的手機(jī)流行，顯示出較大款式的智能手機(jī)正越來越受到設(shè)計師們的歡迎，韋伯說。“但是，他們有留出更大的天線空間嗎?沒有。”
天線工程師們常常在與電池或其他組件爭奪空間時，敗下陣來，韋伯說。提供更大空間節(jié)省的緊湊組件設(shè)計將會使制造商為額外天線留出空間。當(dāng)必要的芯片成本和大小都下降時，或者當(dāng)手機(jī)運營商走向下一代移動網(wǎng)絡(luò)，如LTE和4G技術(shù)，而采用更小的天線時，這將成為可能，鐘林說，盡管這個策略可能會在其他類型的設(shè)備上得到更快的應(yīng)用。“例如，筆記本電腦中，有像屏幕的背面這樣更多的可用空間，”韋伯說。
下載文檔
