從2x2到4x4，在智能手機(jī)的天線設(shè)計(jì)上有哪些挑戰(zhàn)？

　　近日在臺(tái)灣大學(xué)舉辦的 2017 IAET Summer Seminar，Qorvo 以《靈活天線控制系統(tǒng)》“Smart Antenna Control System”為主題，與業(yè)內(nèi)分享在手機(jī)領(lǐng)域天線設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)及挑戰(zhàn)。

　　截至目前，Qorvo 在全球天線開關(guān)產(chǎn)品的累計(jì)出貨量超過100億，在這一領(lǐng)域的市占率全球第一。

　　我們知道，在下一代智能手機(jī)的天線設(shè)計(jì)需要滿足快速變化且非常復(fù)雜的手機(jī)規(guī)格要求，當(dāng)今的手機(jī)使用多個(gè)天線和載波聚合 (CA) 滿足數(shù)據(jù)傳輸需求。

　　從市場(chǎng)趨勢(shì)來看，一般的傳統(tǒng) LTE 手機(jī)開始從 2x2 MIMO 向 4x4 MIMO 來遷移。如今在旗艦機(jī)型中，我們已經(jīng)看到越來越多的廠商開始使用支持 4x4 MIMO 的智能手機(jī)，甚至開始有一些 tier 1的廠商采用 4x4 MIMO+CA的設(shè)計(jì)。如此一來，對(duì)天線的設(shè)計(jì)要求變得越來越難，尤其在全金屬的手機(jī)中，挑戰(zhàn)很大。

　　從頻譜范圍來看，為滿足不同基帶頻譜的需求，從600MHz 到960MHz 的跳躍，在如此局限的手機(jī)空間中，對(duì)天線的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)極大。尤其隨著第五代通信技術(shù)的到來，預(yù)計(jì)2019年將會(huì)支持 sub6G 的產(chǎn)品出現(xiàn)，對(duì)天線設(shè)計(jì)提出了更高要求。

　　從智能手機(jī)的 ID 設(shè)計(jì)來看，今年開始朝向更高屏占比的方向發(fā)展，這預(yù)示著留給智能手機(jī)天線設(shè)計(jì)的空間越來越小，困難自然更大。

　　從用戶使用方式來看，在天線設(shè)計(jì)和 ID 取舍中對(duì)比，用戶對(duì)市場(chǎng)的需求變得更加重要。

　　2017年在北美市場(chǎng)對(duì)高端智能手機(jī)提出了更高的要求，需要支持1Gbps的下行速率，這就需要 4x4 MIMO +CA 的天線設(shè)計(jì)，歐洲正逐漸開始跟從這一趨勢(shì)。

　　專家指出，天線從 2x2 轉(zhuǎn)向 4x4 帶來的額外好處便是，在搶信號(hào)的時(shí)候可以提供更多支持，在弱信號(hào)的情況下也可以提供3dB 的靈敏度以改善單元邊緣的性能。其實(shí)，對(duì)于 4x4 的天線設(shè)計(jì)，普通的金屬邊框手機(jī)都可以實(shí)現(xiàn)要求，其帶來的最大挑戰(zhàn)在于四根天線需要同時(shí)接收復(fù)雜的 CA 組合，對(duì)開關(guān)的性能也提出了挑戰(zhàn)。

　　Qorvo 的開關(guān)、可調(diào)電容和用于天線控制系統(tǒng) (ACS) 的阻抗調(diào)諧器產(chǎn)品組合提供改進(jìn)輻射效率和減少失配損耗所需的技術(shù)，為單天線和多天線實(shí)施提供最佳天線性能。