未來幾年,無線連接將變得無處不在,不僅存在于我們的手機、平板電腦和 PC 中,而且存在于我們家庭、汽車和城市中,而這都歸功于單調(diào)乏味且經(jīng)常被遺忘的 RF 使能器:天線。與早期手機中可笑又粗笨的天線不同,當(dāng)今的天線系統(tǒng)幾乎不可見,并能實現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)。隨著新無線技術(shù)開始滿足我們不斷發(fā)展的內(nèi)容需求,天線系統(tǒng)也在不斷發(fā)展。
天線解析
天線可解決由來已久的信號干擾問題,從而使設(shè)備能夠有效地發(fā)送和接收無線信號。隨著數(shù)據(jù)流量的不斷增加,手機天線的負(fù)荷也與日俱增,導(dǎo)致手機信號變差,耗電速度加快,用戶體驗降低。
天線本身就是一種商品,即嵌入在設(shè)備印刷電路板中的一根金屬條。天線調(diào)諧就是神奇之處:就如同調(diào)收音機那樣,RF 工程師將天線調(diào)諧為在適當(dāng)時候以及發(fā)送和接收信號時關(guān)注適當(dāng)?shù)念l率。天線調(diào)諧可最大限度提高天線的性能,并最終提升設(shè)備的連接性和性能。
當(dāng)涉及不止一根天線時,RF 工程師需要這些天線具有一致性能,這稱為阻抗匹配,要求相鄰天線在同一水平上發(fā)送和接收信號。此外,這還可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能和效率。選擇天線時,設(shè)備制造商必須考慮到不斷變化的挑戰(zhàn),如不斷增加的頻段、越來越薄的金屬外殼以及用戶與其設(shè)備互動的新方式。對于最大程度延長電池壽命和實現(xiàn)大家期待的快速用戶體驗來說,最大程度地提高天線解決方案的效率至關(guān)重要。
天線解決方案的發(fā)展趨勢
不管使用什么設(shè)備,總體趨勢就是使用更多天線來滿足日益增長的數(shù)據(jù)需求。這解釋了為什么最新的 Wi-Fi 路由器看起來像異形再生俠,具有 8 根斜對排列的天線陣。但是天線并不總是可見的,普通智能手機配有 2 至 4 根天線,而最新型的無邊框智能手機則集成了 4 至 7 根天線。所有類型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都呈現(xiàn)這種趨勢,包括蜂窩、汽車和 Wi-Fi。
? 蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
每款新型智能手機都對天線提出了一系列獨特的挑戰(zhàn)。通常,天線置于手機的聽筒和話筒附近。金屬框架、無邊框屏幕和有限天線空間使智能手機中的網(wǎng)絡(luò)連接成為一項艱巨的挑戰(zhàn)。制造商必須小心嵌入天線,并通過天線和阻抗調(diào)諧等方法確保天線能夠高效運行。
頻段擴散進一步增加了復(fù)雜性。移動運營商和制造商開始采用稱為載波聚合技術(shù)來組合多個頻段,以便提高網(wǎng)絡(luò)性能,而這要求天線能夠同時在多個頻段中運行。為滿足金屬手機外殼、無邊框屏幕和更薄設(shè)備的需求,Qorvo開始采用“天線轉(zhuǎn)換開關(guān)”技術(shù),以便利用給定數(shù)量的天線滿足更多頻段或無線標(biāo)準(zhǔn)要求。隨著行業(yè)力圖在越來越小的封裝中集成高性能天線技術(shù),該領(lǐng)域的創(chuàng)新需求也不斷增加。
? 汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
天線創(chuàng)新已經(jīng)進入汽車行業(yè)。汽車連接性技術(shù)包括 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航、數(shù)字衛(wèi)星無線電、Wi-Fi、蜂窩 4G LTE 連接,所有這些都通過天線進行路由。
大多數(shù)汽車天線都置于車頂上的鯊魚鰭中。與手機天線一樣,我們的目標(biāo)就是實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接收和性能與設(shè)計和款式之間的平衡。天線技術(shù)在無人駕駛汽車時代尤為重要,在無人駕駛汽車中,低延遲是一個必備要素,以防止自動駕駛汽車變成碰碰車。
? Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
如果沒有 Wi-Fi,何為天線?影響天線的最大 Wi-Fi 趨勢就是多用戶多路輸入多路輸出 (MU-MIMO) 技術(shù)。MU-MIMO 涉及使用更多天線來配備網(wǎng)絡(luò)路由器,以便擴展家里的網(wǎng)絡(luò)容量,同時無需使用更多頻譜。該方法類似于大規(guī)模 MIMO,即網(wǎng)絡(luò)運營商在基站塔中增加 10 倍正常數(shù)量的天線。
天線堪稱無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的無名小英雄,無論是在家,在車?yán)铮€是在everywhere,天線確保了你口袋里的手機隨時處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。