蘋果“天線門”對(duì)4G發(fā)展的啟示

讓我們回過頭來，用更宏觀的角度來檢視蘋果(Apple)最新一代iPhone和它最近引發(fā)的相關(guān)話題。
在受到各界交相指責(zé)的蘋果(Apple)“天線門”事件終于告一段落后，難道我們認(rèn)為風(fēng)波已就此平息了嗎？讓我們?cè)偻弦粋€(gè)層次，客觀地看待射頻問題，以及它對(duì)智能手機(jī)性能和用戶經(jīng)驗(yàn)可能帶來的影響。特別是在無線產(chǎn)業(yè)即將過渡到4G世代的今天，該議題更顯重要。由于多功能智能手機(jī)，如iPhone 4，都需要多個(gè)天線來實(shí)現(xiàn)多頻帶連接，因此，在設(shè)備外形和功能間如何保持微妙的平衡，便顯得益發(fā)艱難。

沒錯(cuò)，這的確是真的，智能手機(jī)和其他手持裝置中的天線，都會(huì)受到用戶如何握或拿著該裝置的方式所影響。所有的天線都具有低和高阻抗區(qū)域，特別容易在加載介質(zhì)時(shí)被改變。影響的幅度與手機(jī)和介質(zhì)干擾間的距離成反比。你越接近天線，影響就愈大。如果你直接觸碰天線導(dǎo)體，你將看到性能會(huì)產(chǎn)生極大的改變。

既然每一款手機(jī)型號(hào)都不同，為了盡量減少手的影響，設(shè)計(jì)師就必須透過在設(shè)計(jì)過程中反復(fù)地移動(dòng)并調(diào)整天線架構(gòu)，直到每一款手機(jī)都能滿足移動(dòng)服務(wù)供應(yīng)商的要求，在各種應(yīng)用場(chǎng)合中也都能達(dá)到預(yù)期的性能目標(biāo)。

對(duì)于今天的復(fù)雜多頻智能手機(jī)來說，天線設(shè)計(jì)者必須平衡天線設(shè)計(jì)過程中來自各種不同元素的技術(shù)挑戰(zhàn)，包括信號(hào)傳送的有效輻射；在多達(dá)10個(gè)操作頻率中的接收問題，以及將這些天線組件放置到同一個(gè)裝置中，以便讓最裝產(chǎn)品能裝到消費(fèi)者口袋中的機(jī)械挑戰(zhàn)等，其中最主要挑戰(zhàn)來自于金屬和玻璃屏幕、攝影機(jī)、揚(yáng)聲器、鍵盤，以及一個(gè)大電池。

在機(jī)械方面，天線必須足夠小，以實(shí)現(xiàn)時(shí)尚、輕薄、小巧的手機(jī)設(shè)計(jì)。它還必須在不超過法定功率和射頻暴露限值的條件下，盡可能接收和發(fā)送最大的手機(jī)信號(hào)。此外，天線不能受到鄰近對(duì)象的影響而產(chǎn)生干擾，如收發(fā)器模塊、揚(yáng)聲器和數(shù)字相機(jī)。

從電子設(shè)計(jì)角度來看，天線必須足夠大，以便有效地輻射多個(gè)頻段。今天，在一款典型的智能手機(jī)中，主天線可涵蓋824Hz到至2,170Hz。 而新的先進(jìn)通信協(xié)議如LTE和WiMAX，則要求主天線覆蓋頻率必須從700Hz到2,700Hz。此外，用于WiFi、藍(lán)牙和GPS的連接天線必須可在不干擾主天線功能的情況下正常運(yùn)作。這些規(guī)定都對(duì)終端設(shè)備的電氣、機(jī)械和工業(yè)設(shè)計(jì)帶來了巨大影響。

環(huán)繞在手機(jī)之外的整合式天線設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)新的天線設(shè)計(jì)方法，它能免除專用于音量的內(nèi)部天線，讓手機(jī)設(shè)計(jì)更加精巧。這種方法同時(shí)能使用盡可能大的屏幕和電池。此外，不斷創(chuàng)新的頻率捷變和自適應(yīng)控制技術(shù)等，都可以促進(jìn)天線設(shè)計(jì)的進(jìn)展。

手機(jī)設(shè)計(jì)師們一直在龐大的壓力下試圖平衡射頻性能和其他特性。人們很容易忘記，今天的智能手機(jī)也是一種多頻帶、多功能的收音機(jī)。當(dāng)我們邁入4G世代，如LTE和WiMAX之際，涉及到了整合頻率捷變和用于壓縮實(shí)際天線尺寸的多反饋點(diǎn)技術(shù)，以及將多重天線整合為單一部件的天線設(shè)計(jì)技術(shù)研究工作，重要性都將日益提升。這些技術(shù)能讓天線尺寸盡可能最小化，讓設(shè)計(jì)師能在不影響整體性能前提下為手機(jī)添加更多功能。