如何在下一代智能手機的設計中節(jié)約空間？本文提供一個思路

智能手機功能愈發(fā)強大，設計起來也愈發(fā)復雜，但尺寸通常不會增加。設計人員需要將新的功能加入到與前幾代產品大小一樣的空間里。在本文中，我們將探討一些設計技巧，幫助智能手機設計人員通過創(chuàng)造性的方式騰出更多空間。

如今的智能手機，雖然個頭沒有變大，但所含功能卻越來越豐富。為了適應目前的新功能，攝像頭、傳感器和組件的數量在不斷增加，可用的布局空間越來越小。天線的使用區(qū)域同樣如此。

尤其是 5G 新無線電 (NR) 頻段需要更多的天線功能，這一狀況愈發(fā)明顯。所幸，設計人員可以使用新的組件和應用技術來應對空間受限的挑戰(zhàn)。使用天線復用器就是其中一個設計方案。

利用天線復用器，設計工程師可以壓縮天線區(qū)域，從而節(jié)約空間。我們舉例來說明兩種設計場景——在設計 GPS 和 Wi-Fi 天線布局時一種使用 QM28005 天線復用器，一種不使用。在圖 1 中，我們看到一個普通的 GPS、GNSS（全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)）和 Wi-Fi 天線布局設計。我們將此設計布局稱為場景 1。

圖 1：普通 GPS、GNSS 和 Wi-Fi (2.4/5 GHz) 天線布局——設計場景 1。

如圖所示，為了能容納所有與這些頻段相關的天線，該設計占用了大量的印刷電路板空間。

為了整合這些頻段，我們使用了QM28005 天線復用器。QM28005 是一個緊湊型濾波器模塊，旨在滿足頻段外衰減的嚴格要求，同時還對 L5 GPS、L1、2.4G Wi-Fi 和 5G Wi-Fi 的插入損耗進行了優(yōu)化。參見圖 2。

圖 2：QM28005 的功能框圖。

GPS 和 Wi-Fi 天線的設計使單根天線 (ANT) 的幾何結構可以輻射 L1、L5 和 2.4/5G Wi-Fi 頻段，以便與 QM28005 連接。圖 3 說明了該天線的設計。

我們來比較一下使用和不使用QM28005 天線復用器的 GPS 和 Wi-Fi 天線設計。在圖 3 中，使用 QM28005 天線復用器有利于設計時將 GPS 和 Wi-Fi 頻段壓縮到同一區(qū)域——如圖右側所示。而左側——沒有使用 QM28005 天線復用器的天線設計就做不到這一點。

圖 3：使用和不使用 QM28005 的 GPS 和 Wi-Fi 天線布局設計

表 1：使用 QM28005 天線復用器的布局尺寸比較。

對比兩個天線設計場景，我們可以看到，與不使用天線復用器的600mm2 天線區(qū)域相比，使用 QM28005 的 180mm2 解決方案，其空間節(jié)約了 70% 以上。

此外，使用 QM28005 天線復用器后，之前與所有天線連接的組件可以降低 BOM 成本，這是因為與單根天線連接所需的組件數量要比與之前單獨的多根天線連接的數量有所減少。

來源：Nick Fields，Qorvo