從2x2到4x4，在智能手機的天線設計上有哪些挑戰？

　　近日在臺灣大學舉辦的 2017 IAET Summer Seminar，Qorvo 以《靈活天線控制系統》“Smart Antenna Control System”為主題，與業內分享在手機領域天線設計的發展趨勢及挑戰。

　　截至目前，Qorvo 在全球天線開關產品的累計出貨量超過100億，在這一領域的市占率全球第一。

　　我們知道，在下一代智能手機的天線設計需要滿足快速變化且非常復雜的手機規格要求，當今的手機使用多個天線和載波聚合 (CA) 滿足數據傳輸需求。

　　從市場趨勢來看，一般的傳統 LTE 手機開始從 2x2 MIMO 向 4x4 MIMO 來遷移。如今在旗艦機型中，我們已經看到越來越多的廠商開始使用支持 4x4 MIMO 的智能手機，甚至開始有一些 tier 1的廠商采用 4x4 MIMO+CA的設計。如此一來，對天線的設計要求變得越來越難，尤其在全金屬的手機中，挑戰很大。

　　從頻譜范圍來看，為滿足不同基帶頻譜的需求，從600MHz 到960MHz 的跳躍，在如此局限的手機空間中，對天線的設計挑戰極大。尤其隨著第五代通信技術的到來，預計2019年將會支持 sub6G 的產品出現，對天線設計提出了更高要求。

　　從智能手機的 ID 設計來看，今年開始朝向更高屏占比的方向發展，這預示著留給智能手機天線設計的空間越來越小，困難自然更大。

　　從用戶使用方式來看，在天線設計和 ID 取舍中對比，用戶對市場的需求變得更加重要。

　　2017年在北美市場對高端智能手機提出了更高的要求，需要支持1Gbps的下行速率，這就需要 4x4 MIMO +CA 的天線設計，歐洲正逐漸開始跟從這一趨勢。

　　專家指出，天線從 2x2 轉向 4x4 帶來的額外好處便是，在搶信號的時候可以提供更多支持，在弱信號的情況下也可以提供3dB 的靈敏度以改善單元邊緣的性能。其實，對于 4x4 的天線設計，普通的金屬邊框手機都可以實現要求，其帶來的最大挑戰在于四根天線需要同時接收復雜的 CA 組合，對開關的性能也提出了挑戰。

　　Qorvo 的開關、可調電容和用于天線控制系統 (ACS) 的阻抗調諧器產品組合提供改進輻射效率和減少失配損耗所需的技術，為單天線和多天線實施提供最佳天線性能。