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盡管在單個(gè)手機(jī)內(nèi)部空間很有限，但是研究人員已經(jīng)開發(fā)確定了一種新的雙天線設(shè)計(jì)，能夠允許手機(jī)同時(shí)接入LTE和5G網(wǎng)絡(luò)。

(圖片來(lái)源: Joni Kurvinen)

由Aalto大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)的原型電話演示了單個(gè)設(shè)備內(nèi)的毫米波和LTE天線的共存。

任何新舊科技的過(guò)渡，都會(huì)出現(xiàn)兼容性問題。向5G無(wú)線通信的過(guò)渡也是一樣的。在這一過(guò)渡過(guò)程中需要克服的一個(gè)障礙，在一部新的手機(jī)中包含新的天線，這種天線既可以支持5G網(wǎng)絡(luò)上的毫米波信號(hào)，同時(shí)支持由LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)妮^長(zhǎng)波長(zhǎng)的信號(hào)。在一項(xiàng)新的研究中，Aalto大學(xué)的JoniKurvinen和他的同事們揭示了一種新的設(shè)計(jì)，在新的單個(gè)手機(jī)中，可將兩種類型的天線結(jié)合在一起。

利用5G網(wǎng)絡(luò)的高頻波長(zhǎng)將允許更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但這些波長(zhǎng)在短距離內(nèi)會(huì)很快衰減。因此，我們希望新的手機(jī)不僅可以利用5G(其信號(hào)以28千兆赫茲的頻率傳輸)網(wǎng)絡(luò)，還能支持目前的4G LTE網(wǎng)絡(luò)，后者的傳輸頻率為700兆赫左右。

問題在哪里?

“LTE和毫米波頻率(在頻譜上)相距太遠(yuǎn)，無(wú)法用一個(gè)天線覆蓋。因此，需要多個(gè)天線。”Kurvinen解釋道。“主要的挑戰(zhàn)是天線的放置，這樣既適合移動(dòng)設(shè)備，又不影響彼此的性能。”

許多LTE天線目前集成在作為耦合元件的電話的金屬邊緣內(nèi)，在整個(gè)裝置中激發(fā)諧振電流。Kurvinen和他的同事的設(shè)計(jì)保持了這種方法，其中LTE天線嵌入在沿著電話底部一側(cè)的金屬邊緣內(nèi)。在這種情況下，天線能同時(shí)支持LTE網(wǎng)絡(luò)的低頻帶和高頻帶。

第二種天線，它支持毫米波，需要設(shè)計(jì)成它的所有金屬部件離LTE天線的距離足夠遠(yuǎn)。多遠(yuǎn)就夠了呢?事實(shí)證明，把它放在手機(jī)底部邊緣的另一邊是足夠遠(yuǎn)的。天線被塞進(jìn)金屬框架中的一個(gè)孔中，從而允許毫米波輻射通過(guò)。

圖片說(shuō)明：Aalto大學(xué)將毫米波天線與LTE天線封裝在同一設(shè)備中。

然后用塑料填充孔洞，可以有多種方式來(lái)支持這種設(shè)計(jì)。首先，塑料可將LTE和毫米波天線彼此隔離，這樣既不會(huì)相互干擾。塑料還減少了毫米波天線接收信號(hào)的波長(zhǎng)，使得天線結(jié)構(gòu)更小更緊湊。

Kurvinen說(shuō)：“這項(xiàng)工作可能是第一次將兩個(gè)天線完全包含在同一個(gè)設(shè)備中，而且，又不明顯地犧牲兩者的性能。”

仿真和直接測(cè)量表明，這種雙天線系統(tǒng)運(yùn)行效率為60%，這對(duì)手機(jī)來(lái)說(shuō)已相當(dāng)高。但這個(gè)數(shù)字還需要附加說(shuō)明。Kurvinen和他的同事承認(rèn)，這是一個(gè)手機(jī)樣機(jī)，許多其他組件還沒有商業(yè)化。更重要的是，這個(gè)樣機(jī)的印刷電路板的尺寸比一般的移動(dòng)電話要大。最后，該設(shè)計(jì)支持的是覆蓋最優(yōu)毫米波信號(hào)的設(shè)備。手機(jī)還應(yīng)配備產(chǎn)生橫向輻射的天線，以便通過(guò)手機(jī)的顯示屏或后蓋接收信號(hào)。