重构5G时代移动设备的天线设计解决方案

电子工程世界 2022-01-12 07:30

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天线用于无线电波的收发，连接射频前端，是接收通道的起点与发射通道的终点，它在移动设备的最重要的组成部分。5G时代的开启，目前，5G手机的射频路径通常为 LTE 手机的两倍多。同时，空间不足限制了增加新天线及/或在多个频段之间共享天线的能力，从而引发了更复杂的问题。因此，下一代移动设备的在天线设计上面临重大工程挑战。

如何应对这些挑战呢？又如何来解决棘手的射频方面的问题呢？具体看一下吧。

针对射频路径翻了两倍多，考虑固定外形尺寸中可实现的天线总数限制，处理射频路径数量增长的逻辑方法就是增加每个天线的带宽，以支持更多频段。

然而，这种方法也会带来挑战。天线带宽越宽，损耗往往就越大。它们可能需要更多空间，因为天线的尺寸是由其支持的最低频率决定的。

此外，使用单根天线同时发射和接收多个频段会提高混合信号产生非线性杂散发射的风险。

解决这些问题并非易事：需要进行仔细分析并采用专门的天线设计技术，同时在 RFFE 中结合适当的滤波和路由解决方案。

解决超宽带问题，制造商可以寻找将其中一些天线组合在一起的方法，以减少所需的整体空间。另一个考量就是，是否将一根天线置于手机的边框，以实现出色的全方位测距性能。

应对载波聚合和 EN-DC，关键问题在于，低-低聚合可能需要使用支持低频段发射的第三根天线。这意味着，制造商需要在手机内找到更多空间来放置这根天线，并确保所选天线位置在所有使用条件下都能够提供足够的性能。

对于更高 Tx 功率问题，这也意味着，RFFE 内部的所有后 PA 组件（包括天线调谐器）都需要处理更多功率。这通常意味着需要使用更大的组件，但考虑到空间限制，这成为一大问题。输出功率的增加也意味着 RFFE 组件将生成更高电平的杂散信号，从而需要额外关注如何缓解灵敏度降低和 RSE 问题。

新设计可缩小天线空间，采用可折叠和可卷曲屏幕的新手机设计带来了一系列天线挑战。为确保在所有使用条件下的运行效率，需要仔细设计和定位天线。

下一代移动设备带来了相当多的天线设计和工程问题。那么，谁将率先解决挑战？除了克服极其困难的挑战所带来的当之无愧的自豪感，赢得创新竞赛的团队将在消费者支持之争中具有显著的竞争优势。

以上内容摘录自《重新构想面向下一代移动设备的天线设计解决方案》，想了解详细内容的朋友点击阅读原文开始学习吧。

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