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天线干货(一)--从锤子T2的“无断点”说起

gecimao 发表于 2019-04-13 15:55 | 查看: | 回复:

  某Chui最近发布了一款叫T2的手机,其中提到了一个被称为“解决了手机工程上的著名难题”的全金属中框。

  之后很多评测出来了,为了“金属中框到底是不是天线”讨论了半天,众说纷纭。如果看了网上的拆解图,内行工程师应该可以马上判断出来——说句得罪人的话:不管哪一行,瞎咋呼的都是外行。

  判断理由是什么呢?这里我们先说个非专业人士也能看懂的原理:找天线,先找RF-Ant Interface(射频-天线接口)。这种接口最明显的特征有两个:测试点(特征:射频连接器)和天线触点(特征:连接弹(tan第二声)片)。一般来说有几个射频连接器就应该有几路射频信号;有几个天线触点就有几个天线馈点(注意各种扬声器、麦克风等等器件也常用弹片与PCB相连,需要与天线区分)。

  因为显然我是没有真机的,所以就看网上的拆解图来分析(本文图片均采自网络):

  先看底端天线主板PCB底端,可以看到正面有两个射频连接器(红绿色实线圈),正反面各有一个弹片(红绿色虚线圈),所以这里应该有两路射频信号。按照射频工程实现,这两路应该是通过双工器按照频率分开的,典型的我们会把蜂窝制式中低频(1GHz以下)、中频(1GHz~2.2GHz)、高频(2.3GHz以上)信号作这样的分路处理,至于如何组合就各有千秋了。所以这里应该是有两路不同频率范围的信号,红色射频连接器与红色弹片相连,绿色射频连接器与绿色弹片相连。

  图二延续上一个线底端的扬声器组件,背面有一段FPC(黄色实线框),FPC的一端接上一张图中绿色虚线所指弹片,另一端用螺丝与金属中框相连(蓝色实线框位置),作为一个天线馈点存在。

  也许有人会问,这个FPC不可以是天线么?我得说,按照这种形状做出来的FPC,可以是天线,但是绝对不是一个能用的多模多频段手机天线。天线需求的那么多谐振如果用这种两折就给折出来了,那大概是天顶星技术。

  图四是主板PCB顶端,这里有两个switchconnector(红绿实线圈),但是只有一个弹片(绿色虚线圈),另外有一个射频同轴电缆连接器(橙色实线圈)。按照走线方向看,绿色switch connector应该是与绿色弹片相连,红色switch connector应该是与射频同轴电缆连接起相连。这里也是有两路分开的射频信号。

  下面我们看看另一路信号从同轴电缆连接器开始的路径:如图五所示,同轴射频电缆一端(紫色实线圈)与上图中橙色实线圈所示连接器相连,另一端(黄色实线圈)与小板上的射频同轴连接器相连。

  图六是小板翻过来看到的,红色虚线圈所指的弹片就是射频信号输出点,也是与中框内壁相接触,作为另一个天线馈点。

  天线的分配,很大程度上取决于PCB上射频电路的位置——就近不求远,这是个大原则,因为每一段走线,无论是PCB上的微带线、带状线,还是更贵的同轴射频电缆,都会引入插入损耗:对于下行链路来说,从天线dB的插入损耗就意味着接收灵敏度0.1dB的恶化;对上行链路而言,每0.1dB的插入损耗就意味着需要提高0.1dB的输出功率、以及由此带来的信号线性度和功耗的压力。

  我这里用一张T2的开箱图(图八),可以看到盒子上标明的频段支持。主流频段基本上都是支持的。

  一般来讲,我们会倾向于将蜂窝制式中的高中低频段拆成两组,高中频段/低频段或者高频段/中低频段,分别馈入两个不同的天线。原因有二:一是满足高/中/低频段的三工器插入损耗太大成本也太高,二是如果用单馈天线,做出满足所有高中低频段谐振的手机天线难度太大。

  T2支持WLAN/BT/GPS,一般我们会做一个单独的天线给它用。一方面它们都是非蜂窝制式(不用来打电话),二则多数(至少中国的CTA)认证测试对它们的OTA(Over-the-air)性能没有要求或者要求甚低(GPS会有A-PGS的测试);换句话说,就是“性能烂就烂点没关系,反正能敲个紫色的‘合格’章”。

  综上所述,我推测顶端的两个天线馈点一个是给蜂窝制式的分集接收,另一个是给WLAN/BT/GPS。虽然说分集天线的馈点看上去距离蜂窝制式射频电路距离很远,如前所述这意味着链路上更大的插入损耗——但是不要忘了分集接收性能“烂就烂点”的“大原则”,所以把分集天线摆在顶端也是可以接受的。

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