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国信电子讲技术之5G系列(二):手机端的天线将迎来哪些变化


国信电子讲技术之5G系列(二)


手机端的天线将迎来哪些变化



5G时代即将悄然而至,天线作为手机阵营的侦察兵在5G时代也迎来了升级。天线处在手机与外界联系的最前端,GPS、NFC和网络等信号的收发都是由天线完成的。


1,阵列天线即将出场

5G以“快”著称,说的是一部电视剧可以在几秒内下载完。为什么呢?一是因为由信息生成的信号变快,二是因为单根天线变成天线阵列,类比车速变快和车道变多,车流量自然就变多了。

天线阵列就是我们经常听到的MIMO技术。MIMO是一种空分复用技术,信息量变大之后,单根天线极其容易出现堵车现象,因此开通了高架桥来辅助疏通信号传输。三星S8算是较早使用MIMO技术的手机,苹果新一代手机中也是用了MIMO技术。

就像车流量取决于车的保有量有多少一样,天线接收的信号也是取决于基站发出的信号多少的。当前基站大部分是2X2 MIMO配置,2x4MIMO还处在试用阶段,手机端配置2X2MIMO基本属于顶配,再高的规格就是资源的浪费了。

(4X4天线阵列,上面均匀分布着天线单元和中央处理单元)


2、MIMO和LCP都是伴随着5G产生的

天线和射频器件之间是有个连接器存在的,整体构成了射频前端。2X2 MIMO就是四根天线,每一根天线都要搭配一个连接器的话,对手机空间要求太高,且不说全面屏、无线充电技术之后手机内部空间极其有限,单单四个同轴连接器怎么安排都够头疼的。

车到山前必有路,机智的小伙伴采用了就地把天线和射频器件连接在一起的办法,就是所谓的LCP天线。用LCP基材做的天线可以直接和射频芯片链接,无需连接器,使整个射频前端更加的扁平化、集成化,从而节省了不少空间。

(多层LCP天线模板)


3、兼容3G、4G带来天线设计的复杂性

MIMO和LCP都是伴随着5G产生的,但是手机作为一个智能终端,怎么可能只有MIMO天线,必然会有传统的天线来兼容4G、3G和其他的一些信号。所以传统不能丢,创新也得有。三星S8中同时使用了LDS和FPC天线,NFC天线和WPC充电线圈为FPC工艺,其余天线为LDS工艺。


                  FPC天线

                LDS天线

5G时代是机遇也是挑战,MIMO天线的即将采用意味着给传统天线预留的空间和位置变少,天线厂商不仅要保持工艺领先,也要提升设计能力,充分利用所剩不多的空间和位置来提高自己的市场地位。



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