如何在下一代智能手機(jī)的設(shè)計(jì)中節(jié)約空間？本文提供一個思路

作者：Nick Fields，來源：Qorvo半導(dǎo)體

智能手機(jī)功能愈發(fā)強(qiáng)大，設(shè)計(jì)起來也愈發(fā)復(fù)雜，但尺寸通常不會增加。設(shè)計(jì)人員需要將新的功能加入到與前幾代產(chǎn)品大小一樣的空間里。在本文中，我們將探討一些設(shè)計(jì)技巧，幫助智能手機(jī)設(shè)計(jì)人員通過創(chuàng)造性的方式騰出更多空間。

如今的智能手機(jī)，雖然個頭沒有變大，但所含功能卻越來越豐富。為了適應(yīng)目前的新功能，攝像頭、傳感器和組件的數(shù)量在不斷增加，可用的布局空間越來越小。天線的使用區(qū)域同樣如此。

尤其是 5G 新無線電 (NR) 頻段需要更多的天線功能，這一狀況愈發(fā)明顯。所幸，設(shè)計(jì)人員可以使用新的組件和應(yīng)用技術(shù)來應(yīng)對空間受限的挑戰(zhàn)。使用天線復(fù)用器就是其中一個設(shè)計(jì)方案。

利用天線復(fù)用器，設(shè)計(jì)工程師可以壓縮天線區(qū)域，從而節(jié)約空間。我們舉例來說明兩種設(shè)計(jì)場景——在設(shè)計(jì) GPS 和 Wi-Fi 天線布局時一種使用QM28005天線復(fù)用器，一種不使用。在圖 1中，我們看到一個普通的 GPS、GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）和 Wi-Fi 天線布局設(shè)計(jì)。我們將此設(shè)計(jì)布局稱為場景 1。

圖 1：普通 GPS、GNSS 和 Wi-Fi (2.4/5 GHz) 天線布局——設(shè)計(jì)場景 1。

如圖所示，為了能容納所有與這些頻段相關(guān)的天線，該設(shè)計(jì)占用了大量的印刷電路板空間。

為了整合這些頻段，我們使用了QM28005 天線復(fù)用器。QM28005 是一個緊湊型濾波器模塊，旨在滿足頻段外衰減的嚴(yán)格要求，同時還對 L5 GPS、L1、2.4G Wi-Fi 和 5G Wi-Fi 的插入損耗進(jìn)行了優(yōu)化。參見圖 2。

圖 2：QM28005 的功能框圖。

GPS 和 Wi-Fi 天線的設(shè)計(jì)使單根天線 (ANT) 的幾何結(jié)構(gòu)可以輻射 L1、L5 和 2.4/5G Wi-Fi 頻段，以便與 QM28005 連接。圖 3 說明了該天線的設(shè)計(jì)。

我們來比較一下使用和不使用QM28005 天線復(fù)用器的 GPS 和 Wi-Fi 天線設(shè)計(jì)。在圖 3 中，使用 QM28005 天線復(fù)用器有利于設(shè)計(jì)時將 GPS 和 Wi-Fi 頻段壓縮到同一區(qū)域——如圖右側(cè)所示。而左側(cè)——沒有使用 QM28005 天線復(fù)用器的天線設(shè)計(jì)就做不到這一點(diǎn)。

圖 3：使用和不使用 QM28005 的 GPS 和 Wi-Fi 天線布局設(shè)計(jì)

表 1：使用 QM28005 天線復(fù)用器的布局尺寸比較

對比兩個天線設(shè)計(jì)場景，我們可以看到，與不使用天線復(fù)用器的600mm2 天線區(qū)域相比，使用 QM28005 的 180mm2 解決方案，其空間節(jié)約了 70% 以上。

此外，使用 QM28005 天線復(fù)用器后，之前與所有天線連接的組件可以降低 BOM 成本，這是因?yàn)榕c單根天線連接所需的組件數(shù)量要比與之前單獨(dú)的多根天線連接的數(shù)量有所減少。

關(guān)于作者

Nick Fields，高級應(yīng)用工程師

Nick 在設(shè)計(jì)和測試領(lǐng)域擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，是我們在天線和阻抗調(diào)諧方面的專家之一。他負(fù)責(zé)了解天線設(shè)計(jì)、趨勢和評估要求，確保 Qorvo 天線調(diào)諧部件能以最佳狀態(tài)有效工作，以滿足未來需求。

審核編輯 黃宇