微型天线的发展趋势

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解读:无线数据只能以这么快的速度传输。但如果数据速率有限,我们如何才能在 2025 年之前支持 Gigabit LTE 的正式上市以及 10 亿新的 5G 连接?

未来几年,无线连接将变得无处不在,不仅存在于我们的手机、平板电脑和 PC 中,而且存在于我们家庭、汽车和城市中,而这都归功于单调乏味且经常被遗忘的 RF 使能器:天线。与早期手机中可笑又粗笨的天线不同,当今的天线系统几乎不可见,并能实现高速网络。随着新无线技术开始满足我们不断发展的内容需求,天线系统也在不断发展。

天线解析
天线可解决由来已久的信号干扰问题,从而使设备能够有效地发送和接收无线信号。随着数据流量的不断增加,手机天线的负荷也与日俱增,导致手机信号变差,耗电速度加快,用户体验降低。

看,“我眼中的无线网络死区”,我妻子会跑到厨房窗户旁边搜索手机服务。

天线本身就是一种商品,即嵌入在设备印刷电路板中的一根金属条。天线调谐就是神奇之处…

…装好天线帽,整个都集成在车里。

就如同调收音机那样,RF 工程师将天线调谐为在适当时候以及发送和接收信号时关注适当的频率。天线调谐可最大限度提高天线的性能,并最终提升设备的连接性和性能。

当涉及不止一根天线时,RF 工程师需要这些天线具有一致性能。这称为阻抗匹配,要求相邻天线在同一水平上发送和接收信号。此外,这还可以优化网络性能和效率。

选择天线时,设备制造商必须考虑到不断变化的挑战,如不断增加的频段、越来越薄的金属外壳以及用户与其设备互动的新方式。对于最大程度延长电池寿命和实现大家期待的快速用户体验来说,最大程度地提高天线解决方案的效率至关重要。

天线解决方案的发展趋势
不管使用什么设备,总体趋势就是使用更多天线来满足日益增长的数据需求。这解释了为什么最新的 Wi-Fi 路由器看起来像异形再生侠,具有 8 根斜对排列的天线阵。但是天线并不总是可见的…普通智能手机配有 2 至 4 根天线,而最新型的无边框智能手机则集成了 4 至 7 根天线。

所有类型的网络技术都呈现这种趋势,包括蜂窝、汽车和 Wi-Fi。

蜂窝网络技术

每款新型智能手机都对天线提出了一系列独特的挑战。通常,天线置于手机的听筒和话筒附近。金属框架、无边框屏幕和有限天线空间使智能手机中的网络连接成为一项艰巨的挑战。制造商必须小心嵌入天线,并通过天线和阻抗调谐等方法确保天线能够高效运行。

频段扩散进一步增加了复杂性。移动运营商和制造商开始采用称为载波聚合技术来组合多个频段(或“载波”),以便提高网络性能,而这要求天线能够同时在多个频段中运行。

RF 复杂性越高,移动运营商和制造商的责任就越大(就是这样,对吧?)。

为满足金属手机外壳、无边框屏幕和更薄设备的需求,我们开始采用“天线转换开关”技术,以便利用给定数量的天线满足更多频段或无线标准要求。随着行业力图在越来越小的封装中集成高性能天线技术,该领域的创新需求也不断增加。

阅读我们的白皮书:应对全屏智能手机的 RF 挑战

汽车网络技术

天线创新已经进入汽车行业。汽车连接性技术包括 GPS 卫星导航、数字卫星无线电、Wi-Fi、蜂窝 4G LTE 连接,所有这些都通过(大家没有猜错)天线进行路由。

大多数汽车天线都置于车顶上的鲨鱼鳍中。与手机天线一样,我们的目标就是实现网络接收和性能与设计和款式之间的平衡。天线技术在无人驾驶汽车时代尤为重要,在无人驾驶汽车中,低延迟是一个必备要素,以防止自动驾驶汽车变成碰碰车。

Wi-Fi 网络技术

如果没有 Wi-Fi,何为天线?影响天线的最大 Wi-Fi 趋势就是多用户多路输入多路输出 (MU-MIMO) 技术。

这是用于描述“更多天线”的一个相当复杂的术语。

MU-MIMO 涉及使用更多天线来配备网络路由器,以便扩展家里的网络容量,同时无需使用更多频谱。该方法类似于大规模 MIMO,即网络运营商在基站塔中增加 10 倍正常数量的天线。

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