为使智能手机在不断增加的 RF 频段范围内高效工作并支持向 5G 过渡，天线孔径调谐至关重要。智能手机需要更多天线来支持不断增加的 RF 要求（例如新的 5G 频段、MIMO 和载波聚合），但是由于智能手机工业设计的变化，提供给这些天线的可用空间却很小。因此，天线变得越来越小，这可能会降低天线的效率和带宽。
        利用孔径调谐技术可以解决这一问题，通过对天线进行调谐，就能够在多个频段高效运行，并使 Tx 和 Rx 的性能提高 3 dB。孔径调谐通过可调谐电容或调谐器开关配合调谐组件来实现；低 RON 和低 COFF 的开关是获得最大效率的关键所在。孔径调谐技术还支持天线同时在多个频段通信以支持载波聚合。实现孔径调谐需要深入了解如何针对每个应用运用该技术。
        天线效率在智能手机的整体 RF 性能中发挥着至关重要的作用。然而，当前的 RF 需求（尤其是即将过渡至 5G）以及智能手机工业设计的广泛趋势，意味着智能手机必须要将更多的天线安装到更小的空间内。
        因此，天线尺寸不断缩小，这会降低天线效率。如果不解决这个问题，效率降低会影响发送 (Tx) 和接收 (Rx) 性能，从而导致电池续航时间缩短、数据速率降低以及出现连接问题。
        更高的数据速率意味着更多的天线
        向 5G 过渡意味着不断提高数据速率，这将使每部手机中的天线数量大幅增加。
        实现更高数据速率的两项主要技术为载波聚合 (CA) 和多输入多输出 (MIMO)，它们都需要多个天线同时运行。5G 将进一步推动这一趋势，因为 5G 要求支持四个独立的下行信道同时接收大多数频段的信号。它还要求手机带有至少四个可用于移动通信的天线。
        与此同时，手机天线需要支持更宽的频段范围，这在很大程度上是由于引入了新的 5G 频段。5G 手机可能需要支持低至 600 MHz 到高达 6 GHz 的频率范围。
        为了支持这些要求以及 Wi-Fi、GPS 与蓝牙，天线的典型数量将从如今 LTE 手机中的 4-6 个增加到 5G 智能手机中的 6-10 个（图 1）。将所有这些天线安装到有限的可用空间变得愈发困难。
        更多更小的天线面积=更严峻挑战
        1、天线面积减少
        随着制造商改变工业设计和不断增加新功能，天线的可用空间不断缩小，这个问题愈发严重。其中一项重大变化是改用全屏手机，显示屏几乎占据了手机的整个正面；因此，在屏幕之外可供天线使用的空间更少。制造商还增加了更多的摄像头，使手机内的可用空间进一步缩小。
        要将更多的天线安装到更小的空间内意味着天线变得越来越小，天线尺寸缩小将导致天线效率降低。图 2 显示采用全屏设计时，天线效率如何随着手机顶部的辐射元件与地（位于屏幕边缘）之间的距离缩小而降低。
        天线数量更多且尺寸更小，还意味着手机对其环境变化（例如手握电话的位置）引起的瞬态效应更敏感。这些瞬态效应可能包括效率降低和频率响应漂移。
        2、理想天线的仿真性能
        3、天线性能权衡三角形
        图 3 的天线“权衡三角形”显示了天线尺寸缩小对效率和带宽的影响。如果天线尺寸保持不变，则可以通过牺牲效率以换取更宽的带宽。
        在天线尺寸较大的上一代手机中，这种权衡方案可能还是可以接受的，因为天线仍然既能满足性能要求，同时还支持更宽的频段范围。但随着天线尺寸缩小，这种权衡方案就行不通了；在新的全屏设计中，天线只能在较窄的频率范围内达到所需的效率水平。
        因此，为了满足目前手机设计需支持的宽频率范围，必须进行天线调谐，以便在每个频率均实现高效工作。
 

返回列表