智能手机天线设计存在的挑战

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近日在中国台湾大学举办的 2017 IAET Summer Seminar,Qorvo 以《灵活天线控制系统》“Smart Antenna Control System”为主题,与业内分享在手机领域天线设计的发展趋势及挑战。
 
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截至目前,Qorvo 在全球天线开关产品的累计出货量超过100亿,在这一领域的市占率全球第一。
 
 
我们知道,在下一代智能手机的天线设计需要满足快速变化且非常复杂的手机规格要求,当今的手机使用多个天线和载波聚合 (CA) 满足数据传输需求。
 
从市场趋势来看,一般的传统 LTE 手机开始从 2x2 MIMO 向 4x4 MIMO 来迁移。如今在旗舰机型中,我们已经看到越来越多的厂商开始使用支持 4x4 MIMO 的智能手机,甚至开始有一些 tier 1的厂商采用 4x4 MIMO+CA的设计。如此一来,对天线的设计要求变得越来越难,尤其在全金属的手机中,挑战很大。
 
从频谱范围来看,为满足不同基带频谱的需求,从600MHz 到960MHz 的跳跃,在如此局限的手机空间中,对天线的设计挑战极大。尤其随着第五代通信技术的到来,预计2019年将会支持 sub6G 的产品出现,对天线设计提出了更高要求。
 
从智能手机的 ID 设计来看,今年开始朝向更高屏占比的方向发展,这预示着留给智能手机天线设计的空间越来越小,困难自然更大。
 
从用户使用方式来看,在天线设计和 ID 取舍中对比,用户对市场的需求变得更加重要。
 
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2017年在北美市场对高端智能手机提出了更高的要求,需要支持1Gbps的下行速率,这就需要 4x4 MIMO +CA 的天线设计,欧洲正逐渐开始跟从这一趋势。
 
专家指出,天线从 2x2 转向 4x4 带来的额外好处便是,在抢信号的时候可以提供更多支持,在弱信号的情况下也可以提供3dB 的灵敏度以改善单元边缘的性能。其实,对于 4x4 的天线设计,普通的金属边框手机都可以实现要求,其带来的最大挑战在于四根天线需要同时接收复杂的 CA 组合,对开关的性能也提出了挑战。
 
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Qorvo 的开关、可调电容和用于天线控制系统 (ACS) 的阻抗调谐器产品组合提供改进辐射效率和减少失配损耗所需的技术,为单天线和多天线实施提供最佳天线性能。
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双脊喇叭天线:国内外发展及未来趋势解析

双脊喇叭天线在国内外受到广泛关注和研究,具有宽频带、高频率稳定性等优势,适应5G、6G等通信技术发展需求。未来,双脊喇叭天线将面临小型化、集成化、智能化和环保化等挑战与机遇。国内在双脊喇叭天线的研究与应用方面取得显著成果,并推动产业化发展;国际上亦有大量研究工作推动其技术创新。展望未来,双脊喇叭天线将在新一代信息技术中扮演重要角色,并随制造工艺和材料的进步不断提升性能。

双脊喇叭天线:技术挑战与性能优化之道

双脊喇叭天线在射频通信等领域应用广泛,但设计和制造中存在技术难点,如结构复杂、后腔设计、宽频带特性保证等。优化脊形状和结构、采用先进制造工艺和材料以及合理设计馈电系统和匹配网络可提升天线性能。然而,金属接触处的缝隙可能影响性能,需在加工和组装中采取措施减少影响。

双脊喇叭天线:技术原理与独特特征解析

双脊喇叭天线基于电磁波的辐射与传输特性设计,通过波导段和喇叭段的特殊结构实现高效信号收发。其双脊设计增强辐射方向性,扩展带宽,适用于宽频带应用。该天线具有出色的阻抗匹配、辐射方向集中和天线增益高等特点,结构简单,方向图易于控制。因此,在电磁兼容、探测和标准测量等领域得到广泛应用,成为中等方向性天线的理想选择。

天线效率:技术瓶颈与未来突破点

天线效率受多种损耗因素影响,包括阻抗失配、馈电网络损耗、导体损耗、介质损耗及表面波损耗等,这些损耗降低天线辐射效率。增益和效率是衡量天线性能的重要指标,但并非简单正比关系。天线效率测量与仿真具有挑战性,需严格测试环境和苛刻设备要求。随着无线设备应用推广,天线设计与仿真愈发重要。

天线效率轻松测,专家教你判断秘诀!

天线效率是天线辐射功率与输入功率之比,反映了天线的工作性能。通过测量天线的质量、回波损耗、比热容值等参数,并计算耗散热量和输入功率,可以确定天线效率。天线效率的提升涉及先进天线技术的应用、辐射元件的合理布置、导电材料的选择以及损耗抑制和匹配性能优化。