从2x2到4x4，在智能手机的天线设计上有哪些挑战？

近日在台湾大学举办的 2017 IAET Summer Seminar，Qorvo 以《灵活天线控制系统》"Smart Antenna Control System"为主题，与业内分享在手机领域天线设计的发展趋势及挑战。

我们知道，在下一代智能手机的天线设计需要满足快速变化且非常复杂的手机规格要求，当今的手机使用多个天线和载波聚合 （CA） 满足数据传输需求。

从市场趋势来看，一般的传统 LTE 手机开始从 2x2 MIMO 向 4x4 MIMO 来迁移。如今在旗舰机型中，我们已经看到越来越多的厂商开始使用支持 4x4 MIMO 的智能手机，甚至开始有一些 TIer 1的厂商采用 4x4 MIMO+CA的设计。如此一来，对天线的设计要求变得越来越难，尤其在全金属的手机中，挑战很大。

从频谱范围来看，为满足不同基带频谱的需求，从600MHz 到960MHz 的跳跃，在如此局限的手机空间中，对天线的设计挑战极大。尤其随着第五代通信技术的到来，预计2019年将会支持 sub6G 的产品出现，对天线设计提出了更高要求。

从智能手机的 ID 设计来看，今年开始朝向更高屏占比的方向发展，这预示着留给智能手机天线设计的空间越来越小，困难自然更大。

从用户使用方式来看，在天线设计和 ID 取舍中对比，用户对市场的需求变得更加重要。

2017年在北美市场对高端智能手机提出了更高的要求，需要支持1Gbps的下行速率，这就需要 4x4 MIMO +CA 的天线设计，欧洲正逐渐开始跟从这一趋势。
 

专家指出，天线从 2x2 转向 4x4 带来的额外好处便是，在抢信号的时候可以提供更多支持，在弱信号的情况下也可以提供3dB 的灵敏度以改善单元边缘的性能。其实，对于 4x4 的天线设计，普通的金属边框手机都可以实现要求，其带来的最大挑战在于四根天线需要同时接收复杂的 CA 组合，对开关的性能也提出了挑战。

Qorvo 的开关、可调电容和用于天线控制系统 （ACS） 的阻抗调谐器产品组合提供改进辐射效率和减少失配损耗所需的技术，为单天线和多天线实施提供最佳天线性能。