本文最早刊登在《網(wǎng)絡(luò)世界》上,作者是IDG撰稿人Brent Dietz。
香農(nóng)-哈特利定律解釋了“噪聲環(huán)境下,通過指定帶寬的通信信道傳輸信息的最大速率”。
解讀:無線數(shù)據(jù)只能以這么快的速度傳輸。但如果數(shù)據(jù)速率有限,我們?nèi)绾尾拍茉?025年之前支持Gigabit LTE的正式上市以及10億新的5G連接?
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。
看,“我眼中的無線網(wǎng)絡(luò)死區(qū)”,我妻子會跑到廚房窗戶旁邊搜索手機服務(wù)。
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…
…裝好天線帽,整個都集成在車里。
就如同調(diào)收音機那樣,RF工程師將天線調(diào)諧為在適當時候以及發(fā)送和接收信號時關(guān)注適當?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(或“載波”),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。
RF復(fù)雜性越高,移動運營商和制造商的責任就越大(就是這樣,對吧?)。
為滿足金屬手機外殼、無邊框屏幕和更薄設(shè)備的需求,我們開始采用“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準要求。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。
閱讀我們的白皮書:應(yīng)對全屏智能手機的RF挑戰(zhàn)
了解更多有關(guān)Qorvo針對智能手機的天線控制解決方案信息。.
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(大家沒有猜錯)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)。
這是用于描述“更多天線”的一個相當復(fù)雜的術(shù)語。
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,在車里,還是四處走動,天線確保您口袋里的手機隨時處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)。
審核編輯黃昊宇
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