雖然手機的外觀設計感得到大幅提升,但其對天線設計也帶來了巨大的難題和挑戰(zhàn)。

全面屏與信號收發(fā)效果

在廈門舉行的“集微半導體峰會”上,有近30年的行業(yè)經(jīng)驗Qorvo中國區(qū)移動產(chǎn)品事業(yè)部銷售總監(jiān)Locker Jiang對此發(fā)表了自己的見解。

一般來說,天線是圍繞著手機外框部分來設計的,上面一個主天線,下面一個從天線。

“影響天線最大性能的因素在于廠商給天線剩下多少空間”,Locker解釋說,如果預留的空間足夠大,手機所能覆蓋的頻段更寬、效率更高,本身的性能也就更好一些。而全面屏擠占了天線的空間,擠壓的結果使得天線效率變差,最終影響了TRP(Total Radiated Power),即天線的整體發(fā)射功率。

TRP標準由運營商規(guī)定,頻段都有規(guī)定的數(shù)值,必須達到規(guī)定的TRP才能夠通過場測,滿足供應商的要求。

以前16:9的屏幕最終給天線留下來的凈空為7-9毫米,而如今的18:9屏幕留給天線的空間約為3-5毫米,甚至更窄。這考驗著每一家天線廠商的工藝水平,力求在智能手機屏幕周邊留出的有限空間內(nèi)發(fā)揮更大的作用。

高頻段對天線的尺寸要求不高。一旦天線空間受到擠壓,影響最大的便是低頻,使得帶寬變窄。從數(shù)字上來看就是TRP的數(shù)值在下降,從16:9轉變?yōu)?8:9的屏幕時,LTE B1、LTE B3、LTE B5這樣的TRP的數(shù)值實際上已經(jīng)不能符合CMCC的要求。

從智能手機對MIMO、2CA、3CA、4CA和5G以及低頻600兆的需求來看,天線的個數(shù)還將不斷增加。

要具備以上所有的功能,智能手機原來只需2-4個天線,換做全面屏就要增加至4-7個。

無論從天線數(shù)量還是預留的天線空間來看,對下一代智能手機的創(chuàng)新影響最大的就是TRP。

未來頻段越來越多而且更復雜,5G時代也要到來;4×4 MIMO導致RX部分的天線還更多,濾波器、開關的數(shù)量也越來越多。一塊小小的PCB板將承載更多元器件;要在有限的空間實現(xiàn)更多的功能,集成化成為趨勢。

不止一種對策

Locker建議從以下方面來解決全面屏帶來的天線設計難題。

一是以開源的方式提高功率放大器(Power Amplifier)設備的功率,如果PA功率足夠大,即便被吸收掉一些,最終釋放出去的還是滿足需求的。要強調(diào)的是,5G強調(diào)高帶寬、高覆蓋,肯定會帶來功耗的問題。

二是采取ET或者boost的方式,通過升高電壓以提升PA的功率。但如果提高整個電路的功率,對濾波器、雙工器也將產(chǎn)生特別的要求,需要支持更高功率的過濾器。

其他方法包括利用Impedance Tuner(阻抗調(diào)諧)、Aperture Tuner(天線調(diào)諧)等方式,幫助提高天線的效率。

很多廠商已經(jīng)在開始應用Qorvo的ET技術。與現(xiàn)有的技術相比,ET可以節(jié)省20-30%左右能耗?,F(xiàn)有市場上有很多手機都采用了ET的技術,可以說ET是解決功耗目前最好的手段。

當然,選擇哪一種方式,最終是要從成本的角度去計算和考慮。

創(chuàng)新,讓Qorvo在市場中勝出

在RF前端供應市場,目前Broadcom、Skyworks、Qorvo和Murata四家平分秋色,各有所長、各有所為。

但Qorvo的特點是產(chǎn)品技術比較寬廣,除了大家都在采用的普及型PA,Qorvo還有HBT5這種新工藝的PA;除了通用的SAW濾波器,還有BAW濾波器;開關的技術方面,Qorvo是最先進的,而且天線調(diào)諧市場占有率超過70%。

Qorvo目前在中國區(qū)域都是知名的大客戶,團隊跟客戶走的很近,相互關系非常密切,對前沿技術保持溝通和交流——包括當前的全面屏技術,也包括即將部署應用的5G技術與IoT技術。

全面屏的推廣和普及雖然對Qorvo這家射頻廠商提出了更多的挑戰(zhàn),同時也創(chuàng)造了更多的機會。已經(jīng)有客戶提出在高功率的PA與濾波器方面的合作,ACS tune也將在最近一年內(nèi)向客戶提供解決方案,集成化的產(chǎn)品PAMID也在研發(fā)之中。

無人駕駛或者車聯(lián)網(wǎng)對PA的需求也很大,Qorvo正在密切關注。與智能手機市場不同的是,車聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在更多的是采用4G模塊,因為汽車對安全性、可靠性要求更高。傳輸方面沒有什么區(qū)別。

Locker指出,未來智能手機將需要更高功率的PA,需要額外的ET,需要更高功率的濾波器,需要更多的ACS tuner。RF前端元件的數(shù)量變得越來越多,對Qorvo來說是一種利好。

作為一家技術先進型的公司,Qorvo更愿意看到全面屏時代的到來。Locker相信,公司能抓住市場機會,為智能手機廠商提供更多更好的解決方案。

“Qorvo是一家創(chuàng)新的公司?!盠ocker說。公司在材料、在工藝等方面不斷創(chuàng)新。創(chuàng)新的結果是,不僅產(chǎn)品和技術領先對手,而且產(chǎn)品線更豐富更全面。

 

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