从 2G 到 5G，手机的天线是怎么变化的？
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今年苹果在iPhone XS 系列和iPhone XR 上采用了英特尔供应的XMM7560 基带。不巧在苹果换上新基带后，iPhone XS / XR 都出现了信号不佳的尴尬情况，公众便自然将矛头指向了基带供应商英特尔。
不过对于iPhone XS 的信号问题，除了基带，在网络上也存在另一种说法： 个人简介为「华为天线工程师」的网友l.2016 在去年的知乎提问中曾提出，iPhone XS 的信号问题根本，其实是来自于苹果第一次使用的4*4 MIMO 天线（手机收发信号主要由三部分构成：基带、射频、天线），而导致苹果冒险使用4*4 MIMO 的原因，很大一部分是来自于通讯运营商的压力。 今年是iPhone 第一次做44 MIMO。所以可以在外观上明显可以看出多开了2 条缝，就是为了多加2 个天线，从原来的22 升级到44。很不幸的是增加天线不是多开个槽就可以多做一个天线这么简单。44 MIMO 天线同频工作时的隔离度是非常难搞定的。同时原来的天线体积也会变小，导致性能下降。大家现在只关注到lte 信号不好，其实顶部的分集，GPS/WIFI 天线性能也是变差了。 ——知乎网友「l.2016」在《如何评价iPhone XS 系列手机信号不佳》的提问回答 l.2016 在之后的回答中补充，由于iPhone XS 能在4 个天线中自动切换，因此信号问题可能能在之后的软件优化中改进。另外由于天线的涉及领域较广，因此信号问题的观点他仅以个人的射频知识推论。 为了迎接5G 厂商要做的并不只是排天线 虽然目前没有任何一家权威机构能为iPhone XS 的信号问题定论，但在郭明錤这份报告中，他认为iPhone XS 目前在用的LCP 天线不但提高了单机成本，而且也影响了手机在某些场景下的收发效能。 目前由于MPI 在4G 和LTE 频段中的无线效能表现已经不输LCP，但MPI 的生产和成本比LCP 更具优势，因此我们预期大部分的新款iPhone 天线软板将舍弃LCP 改用MPI 材料。
▲ iPhone XS 各天线分工（包括2.4G/5G WiFi、高频天线等）. 图片来自：GeekBar 不过考虑到MPI 材质在初期的产能，郭明錤预估新iPhone 依然会在一定比例上继续使用LCP，从天风国际去年公布的这张预测图能看到，相比于目前的iPhone XS / XR，「2H19」的iPhone 将会采用MPI + LCP 的组合天线结构。 厂商要考虑MPI 不无道理，虽然LCP 天线是目前先进且被广泛使用的天线方案，但相比于传统的PI 材质，一台iPhone 的LCP 天线成本约6~10 美元，这要比传统的PI 材质成本高出数倍。 与此同时，LCP 天线也存在工艺复杂、良品率低的技术问题，考虑到苹果对供应链的议价能力有限，因此物料成本仅为LCP 天线70%、中低频段性能和LCP 接近的MPI 便有了价格优势。
▲ LCP 材料表现突出，但MPI 拥有接近的性能和一定的价格优势。 另一方面，在Sub-6GHz 和mmWare 毫米波（3~5GHz；20~30GHz）两种5G 频段下，手机必需要更多的天线去处理高频传输的吞吐，这便需要更高的成本去布置6 条甚至更多的天线，而在MPI 的中低频效能追上LCP 这个大前提，同时也出于对制造成本和售价的控制，厂商选用成本更低的MPI 和LCP 混搭布局，也并非绝不可能。 假若按照天风国际公布的这个逻辑猜想，若下一代iPhone 会采用组合天线的方案，那么手机可能会通过天线切换策略在低中高频段自动切换天线：当手机用到2G 中低频段时，首选会用MPI；而当手机在大流量网络传输时，会选择LCP。
▲ 2H19 iPhone 混搭天线方案设想. 图片来自：天风国际 当然，要迎接5G 的到来，手机厂商也并非只增加天线就能完成任务，和网路关联的还有基带、处理器等核心零件，而更大的信息处理能力往往也需要更大的电池支持，电池容量又和手机的大小体积挂钩。 所以在5G 这个节点到来之前，我们可见的是，智能手机的内部设计正出现着变化。
vivo 在去年发布了首款支持5G 网络的概念手机APEX 2019，这款手机的独到之处并非只是支持5G，而是vivo 在这款手机内采用了立体堆叠设计的主板。 利用手机的纵向立体空间，新增加的5G 模块被设置在主板上方，这样做的目的能将主板面积缩小30% 的同时，也增加了20% 的布板面积，继而保障手机拥有大容量电池来支撑手机的5G 网络运作。
▲ 三星Galaxy S10 5G 版同样采用了复式主板设计. 图片来自：TechInsights 与此同时，我们在5G 版的Galaxy S10 手机上，也能看到类似的主板设计。但无论是vivo 还是三星，它们都将面临手机散热问题的考验，因此「薄」将不会再是厂商在5G 时代的首要设计追求，网络能力和散热是他们短期内的追求目标。 智能手机实际上只是通讯革命下受影响最大的一种产品，在5G 到来后，诸如平板电脑、笔记本电脑等电子设备的设计、工艺，甚至定价都会因为下一代通讯技术的出现而有不同程度的变化。
总体而言，新一代通讯技术的出现正推进着电子行业的巨轮往各方面突破，诸如主板工艺、天线设计、电池续航、对供应链的把控力等等，显然厂商接下来要迎接的挑战，远比我们想象中的要多。MPI 和LCP 的天线组合，其实只是平衡5G 手机零件成本的其中一种办法而已。 手机因通讯技术的变化而改变，正如过去的手机从物理键盘变成触屏、从电话变成万物互联的起点、轿车从有人到无人驾驶，新通讯技术的出现让手机有了新形态的可能。接下来的手机和电子产品会因为5G 而变成什么样，仍有待我们共同去见证。 （编辑：应用网_阳江站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
