iPhone 4 的天线问题技术分析

设是 －80dBm，衰减 24dB，信号强度剩下 －104dBm，你会发现，iPhone 4 的信号格很快从满格降到了 2 格 — 衰减同是 24dB，但信号指示器的行为和它线性的图形特征失调。

以往 iPhone 的天线在机身底部，外部有绝缘的塑料壳，而手弓形成了让天线得以正常工作的空间，所以这种「夸张」的信号显示算法在之前的机器上表现不明显，但握紧任何手 机都会衰减信号的说法，是没有错的。如果苹果一开始就不用这种算法，或者在 iOS 4 中对 iPhone 4 使用「正确」的算法，绝不会有今天这种喧嚣的场面存在。另外，iOS 取的是 10 秒平均信号，意在弱化信号骤然变化的表象，实属掩耳盗铃之举。

耍小聪明总会付出代价。而且，既然采用了更灵敏的基带芯片，何必好上加「好」？

是妥协，不是失误

AnandTech 的 iPhone 4 评测中有这么一句话：「射频是洪水猛兽。」工程师不断修正天线，增加或减少长度以接近最优的结果。它的行为古怪，所谓最优也只是相对，例如握紧 iPhone 4 居然增加了 5dB 至 10dB 的 WiFi 信号强度，超乎常人理解。

iPhone 4 的天线设计是多方妥协后的次优结果。

先从联邦通信委员会 FCC 说起，FCC 严格限制手持设备的发射功率，它使用「特殊吸收率」（SAR）一值来度量。早期的手机天线位于机身外部，后来越做越短，最终消失不见，集成到了机壳中。为 了满足 FCC 的测试要求，现代手机的天线几乎都设计在底部，远离头盖骨的位置。而手的位置在头部之下，人们持机时自然握住手机底部，而非顶部。

但 FCC 的测试过程存在一个问题，它要求受测手机贴近头部，但却不考虑手持对天线的影响（它假设人手是绝缘体），AT&T 也是如此，手机需经过和 FCC 相似的测试，才准许入网，同样不考虑手持影响。因此，天线设计的要义渐渐变得为了满足测试结果，而不大考虑信号收发的效率和人手影响了。顾此而失彼，这是 第一个妥协 — 苹果为满足 FCC 的要求，又不想丧失产品的特性。

第二方是 AT&T。无线通信系统由许多基站组成，测试信号强度时，需要确定手机是连接在单个基站上，还是在不同的基站间切换。基站方位、周围地形和小区呼 吸都会影响到信号接收。如上文所说，信号同属满格状态，但在不同的测试地点抓紧 iPhone 4 后，有的仍为 5 格，有的降到 2 格。因此，虽然无法证明 AT&T 的影响因素有多大，但显然也无法证伪。

第三方是苹果设计团队和乔布斯。为了新设计和美感，而做出功能上的妥协。

失谐和衰减

天线工程师斯潘塞·韦布（Spencer Webb）在博客中写道，握住手机天线会产生两个截 然不同的后果：失谐和衰减。

可以这么理解失谐（Detuning）。想象一只空的红酒杯，用叉子去敲击，然后酒杯发出某个频率的响声。如果往杯子里倒入一些红酒再敲，响声的频 率会发生改变，变得更高了。

这对天线来说也是一样。天线在其工作频率上共振，当人们把手放在天线上时，等于载入了大量的含盐分的电介质（Dielectric），这会降低天线 的共振频率，并影响其以特定频率发射信号的能力。如果天线宽度很窄的话，甚至可能瘫痪它的工作能力。通常，称小型天线为窄带，大型天线为宽带，你可以用波 长的概念来理解。因此，这就是为什么失谐是用手触碰天线后产生的首个不良后果。对所有的天线都是如此。

接着说衰减（Attenuation），或称损耗。因为人手是电介质，因此它比空气更容易聚集电场。这被称作介电常数（Dielectric Constant），人手的介电常数很高，大约是 12 或 20，依饮食和肥胖程度的不同而变化。然而手部也是导体，虽然不是良导体，但足够让你尝到电击的滋味了 :p 。

我们称这种非良导体为「损耗」。 当射频能量穿过人手或头部时，部分会转化成热量，这就是 SAR 的由来，当手握紧天线后，这种效应会减少信号射出的能量。这就是触碰天线的第二个影响。

总结，失谐减少了电路发往天线的能量（反之亦然）；衰减将射频信号转化为热量。

胶带解决不了问题

一件有趣的事情是，无论电工胶布、透明胶或其他什么「绝缘条」都解决不了按住「死点」后信号衰减的问题。仅凭此，即可证明「消费者报告」的草率和不 专业，因为「消费者报告」在那篇评测的文末建议 iPhone 4 用户用胶条遮盖以缓解症状。

再次请出天线工程师斯潘塞·韦布：

在这件事情上，重要的是弄清楚我们讨论的是天线中的射频电流（RF Currents），而不是直流电（DC）。如果用一段绝缘且薄的胶带盖住 iPhone 4 的左侧黑条，将不会有明显的改善。这是因为，虽然这段胶带有效的隔阻了直流电（0 赫兹），但是高频振荡的射频信号（1GHz，即 10 亿赫兹）却能