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从 iPhone 天线演变推测苹果将会为 5G 应用做哪些准备?

2019-05-15
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来源:大发分分3D

手机从最初的大哥大到今天,历经数十种形态发展,但变化的背后离不开通讯技术的迭代进步。而在过去发展的数十年中,用于收发信号的物理天线从机身以外,逐渐隐藏到边框以内,单根天线也演变为了多天线结构。


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多天线起源于 3G,普及于 4G 时代。天线尺寸被控制在 4 厘米以内,新一代通讯技术革命推进了移动互联网和应用发展,手机功能不仅仅局限于简单的通讯,GPS、Wi-Fi 及蓝牙等多种连接方式逐渐发展,过去的天线布局无法满足庞大的功能需求,因此多天线机构应运而生。


苹果曾在 iPhone 4 的不锈钢中框通过注塑工艺安装双外天线,避免金属对信号产生的干扰。手机同时拥有金属和玻璃机身的同时,也可以正常使用手机通话、GPS、蓝牙等功能。但百密一疏的是由于 iPhone 4 的两条注塑天线分别位于上下两部分,位于底部的外天线恰好是用户使用中最容易触碰的位置,用户握持手机时,手机往往会因为用户手掌遮挡天线而导致信号大幅衰减。


在之后的 iPhone 4S 上,苹果不得不增加天线数量,有 2 条天线增加为 4 条,还加入了天线切换策略,手机将优先调用信号较好的天线。


2018 年,苹果在 iPhone XS 系列和 iPhone XR 率先采用了英尔供应的 XMM 7560 基带,不巧的是,更换基带后,上述设备均出现不同程度的信号不佳的状况,很多人认为这和更换基带芯片不无关系。


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不过,除了基带原因,网络上对此也有其他解释:「iPhone XS 信号的根本问题在于苹果首次使用 4X4 MIMO 天线,信号隔离出现了较大的问题,原先的天线体积缩小,性能下降,不仅影响到 LTE 信号,其实 GPS、Wi-Fi 天线性能也相应衰减」。


但目前没有任何一家权威机构能够解释 iPhone XS 系列的信号问题,但在郭明錤的报告中,认为 iPhone XS 目前采用的 LCP 天线不但提高了成本,也影响手机了手机在某些场景下的收发效能。


郭明錤认为「目前由于 MPI 在 4G 和 LTE 频段的无线效能表现已经不输 LCP,但 MPI 的生产和成本都比 LCP 更具优势,因此我们预期大部分的新款 iPhone 天线软板将舍弃 LCP 改用 MPI 材质。」


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不过考虑 MPI 材质的初期产能,预计仍有一定比例的新款 iPhone 继续采用 LCP,相比于目前的 iPhone XR、iPhone XS,本年度的 iPhone 很有可能采用 MPI 与 LCP 组合的的天线结构。


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厂商对于不同材质天线的考虑不无道理,虽然 LCP 是目前先进且被广泛使用的天线方案,但相比传统 PI 机构,一台 iPhone 的 LCP 的天线成本约在 6~10 美元之间,比传统 PI 材质高出数倍。


当然,手机厂商也并非仅仅增加天线就可以迎接 5G 到来。还需要在与网络关联的基带、处理器等核心零件层面付出巨大努力,而更强的信息处理性能也需要更大的电池支撑,电池容量又决定了机身体积大小。


在 5G 到来之际,智能手机的内部设计正在出现变化。不少厂商正在采用与 iPhone X 相似的立体堆叠设计主板,利用手机纵向立体空间,新增的 5G 模块置于主板上上方,缩小主板面积的同时增加布板面积,保障手机拥有大容量电池支持 5G 网络运作。因此,「轻薄」将不再是手机厂商在 5G 时代的首要要求,通讯及散热性能是其短期内的追求目标。


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智能手机实际上只是通讯革命影响最大的一种产品而已,除此以外,平板电脑、笔记本电脑等电子设备的设计工艺甚至定价,都会因为 5G 网络的到来产生不同程度的变化。


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新一代通讯技术大力推进电子行业严谨,而主板工艺、天线设计、电池续航、供应链把控能力等等方面都在考验手机厂商,他们需要迎接的挑战远比我们想象的要多,MPI 与 LCP 的天线组合,只不过是平衡 5G 手机零件成本的一种办法而已。


手机因通讯而诞生,正如过去手机从物理键盘进化为触摸屏幕,从电话成为万物互联的起点,新的通讯技术让手机有了新型态的无限可能,接下来 5G 为手机与电子产品带来的变化,仍有待我们统统见证。

标签: iPhone 天线