攻克全面屏全金属手机难关 vivo X20天线设计揭秘

雪刨冰 | 2017-09-28 17:02

2017年9月21日，vivo在长城举办了被称为“史上最大规模之一的手机发布会“，推出了旗下首款全面屏手机——vivo X20系列。据悉，vivo X20拥有足足350万台的首批备货量，如此巨大的量证明了vivo十足的信心，除了搭载全面屏、高通骁龙660和强大拍摘功能等显而易见的硬件配置外，而幕后的vivo的研发人员在vivo X20的基础功能上也做了很多工作，以保证产品的整体性能，如在全面屏全金属的机身外观下依然维持经典的U型天线设计。

▲vivo首席天线专家黄奂衢博士讲解影响天线性能的常见因素

相对传统设计的区别

vivo X20作为vivo旗下首款全面屏产品，拥有高达85.3%的超高屏占比，成为这款手机与众不同的异化亮点。但由于全面屏手机在外观设计上的特殊性，其天线设计相对以往手机也有所区别。

vivo黄奂衢博士在演讲中表示：“所谓天线性能的好与坏，在且不论及发射方向图 (radiation pattern) 时，基本可用天线发射的效率性来评判，即在指定的带宽与场景下，若能达到要求的天线效率，便是性能好的天线（但这不代表天线的尺寸是最优）。”

且黄奂衢博士认为，主要影响天线性能好坏的常见因素，一般可分为四种，即：材料 (material)、结构(mechanical)、电气 (electrical)，与环境（environmental）等因素。全面屏手机相较于目前或传统的手机而言，在结构因素上，天线的有效辐射空间减少且能设计与放置的区域受局限；而在环境因素上，因屏向天线靠近，屏上的走线与其FPC因有天线效应，故往往会对天线辐射有耦合的作用，基于上述两因素，全面屏手机的天线效率往往会较低，而为了维持足够的天线效率，以保证用户体验，便常需要对ID与结构在空间上做更细致的挖掘及优化，以获得更大的空间及与屏间有更大的非外观可视的距离，或使用更低损或更复杂的天线调谐器件，和新的天线设计技巧以使得天线的场分布可减少受屏的影响，与使用新的天线制程工艺，以更充分利用被局限的空间。

此外，对系统层级而言，使用新技术与新元器件（即包含新的元件制程），而使得PA的传导功率可提升，LNA的传导灵敏度可更佳，与射频链路的路损可降低，都是有助维持或提升系统无线性能的方法；当然，对电子噪声干扰(de-sense)的处理在全面屏手机上也需较以往更为细腻，以防无线接收性能的劣化。

▲vivo首席天线专家黄奂衢博士分析天线与屏之间相互影响的关系

此外，vivo黄奂衢博士也提出，在处理屏对天线的影响时，也需同时留意天线对屏的影响，尤其是两者间距愈来愈近时（如以金属边框做为天线时），因天线的发射功率有引起屏误动作的风险。

克服新挑战展决心

众所周知，vivo X20拥有特殊的6.01英寸18：9屏幕，在维持与传统5.5英寸屏幕手机整体尺寸基本一致的情况下，屏幕上的明显变大，即意味着屏占比获得了极大提高，进而挤占了机身其他部件的空间，而使得天线性能如黄博士前面分析地下降，故若依然使用传统天线设计，将影响到天线效率与可能用户体验的劣化。

而且值得注意的是，vivo X20是第一款采用全金属背盖的全面屏手机，因此其天线设计较其它非金属背盖（如玻璃与陶瓷等材料）的手机，有着更多的挑战与更大的困难。而vivo天线设计团队持续专研、攻克难点，使得vivo X20在全面屏下依然顺利达成了经典的全金属背盖U型天线设计，而最大程度使得手机背面在用户视觉上可保持一体性与对称性, 并成为迄今国内外首位达到全面屏全金属设计此重要里程碑的手机公司。

未来创新研究的新方向

vivo旗下的产品都有着非常大的受众群体，其 X系列产品更是动辄就有千万级的销量，因此vivo在保证智能手机的用户体验方面，尤其是基础功能上更是要追求极致——硬件设计和使用体验双方面的追求极致。vivo X20作为vivo旗下首款全面屏手机，同样在软硬件方面都展示出了极佳的表现，而优秀的天线设计就是其重要的一方面。

▲vivo首席天线专家黄奂衢博士提出天线与屏两者间未来的可能发展方向

vivo首席天线专家黄奂衢博士在其演讲的最后，进一步勾勒出未来天线与屏的可能发展方向，亦即现今天线与屏为独立两物件，但基于全面屏，可穿戴，可挠曲的移动终端概念下，屏与天线未来是否会整合为一，也就是“天线在屏、屏含天线”，虽目前仍有较多难题需克服，但或许是值得研究与试验的一个未来新方向。

▲vivo首席天线专家黄奂衢博士对全面屏手机天线设计做出总结与建言

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