苹果“天线门”对4G发展的启示

让我们回过头来，用更宏观的角度来检视苹果(Apple)最新一代iPhone和它最近引发的相关话题。
在受到各界交相指责的苹果(Apple)“天线门”事件终于告一段落后，难道我们认为风波已就此平息了吗？让我们再往上一个层次，客观地看待射频问题，以及它对智能手机性能和用户经验可能带来的影响。特别是在无线产业即将过渡到4G世代的今天，该议题更显重要。由于多功能智能手机，如iPhone 4，都需要多个天线来实现多频带连接，因此，在设备外形和功能间如何保持微妙的平衡，便显得益发艰难。

没错，这的确是真的，智能手机和其他手持装置中的天线，都会受到用户如何握或拿着该装置的方式所影响。所有的天线都具有低和高阻抗区域，特别容易在加载介质时被改变。影响的幅度与手机和介质干扰间的距离成反比。你越接近天线，影响就愈大。如果你直接触碰天线导体，你将看到性能会产生极大的改变。

既然每一款手机型号都不同，为了尽量减少手的影响，设计师就必须透过在设计过程中反复地移动并调整天线架构，直到每一款手机都能满足移动服务供应商的要求，在各种应用场合中也都能达到预期的性能目标。

对于今天的复杂多频智能手机来说，天线设计者必须平衡天线设计过程中来自各种不同元素的技术挑战，包括信号传送的有效辐射；在多达10个操作频率中的接收问题，以及将这些天线组件放置到同一个装置中，以便让最装产品能装到消费者口袋中的机械挑战等，其中最主要挑战来自于金属和玻璃屏幕、摄影机、扬声器、键盘，以及一个大电池。

在机械方面，天线必须足够小，以实现时尚、轻薄、小巧的手机设计。它还必须在不超过法定功率和射频暴露限值的条件下，尽可能接收和发送最大的手机信号。此外，天线不能受到邻近对象的影响而产生干扰，如收发器模块、扬声器和数字相机。

从电子设计角度来看，天线必须足够大，以便有效地辐射多个频段。今天，在一款典型的智能手机中，主天线可涵盖824Hz到至2,170Hz。 而新的先进通信协议如LTE和WiMAX，则要求主天线覆盖频率必须从700Hz到2,700Hz。此外，用于WiFi、蓝牙和GPS的连接天线必须可在不干扰主天线功能的情况下正常运作。这些规定都对终端设备的电气、机械和工业设计带来了巨大影响。

环绕在手机之外的整合式天线设计是一种创新的天线设计方法，它能免除专用于音量的内部天线，让手机设计更加精巧。这种方法同时能使用尽可能大的屏幕和电池。此外，不断创新的频率捷变和自适应控制技术等，都可以促进天线设计的进展。

手机设计师们一直在庞大的压力下试图平衡射频性能和其他特性。人们很容易忘记，今天的智能手机也是一种多频带、多功能的收音机。当我们迈入4G世代，如LTE和WiMAX之际，涉及到了整合频率捷变和用于压缩实际天线尺寸的多反馈点技术，以及将多重天线整合为单一部件的天线设计技术研究工作，重要性都将日益提升。这些技术能让天线尺寸尽可能最小化，让设计师能在不影响整体性能前提下为手机添加更多功能。