手机全面屏时代来临 Qorvo五大方向解困天线设计难题

9月25日消息，从三星盖乐世S8到小米Max2，再到iPhone X、vivoX20、华为麦芒6……越来越多的主流厂商开始加入全面屏的阵营。在手机厂商越来越追逐屏占比的时候，对手机内部的设计也带来了困难和挑战。

日前，Qorvo中国区移动产品事业部销售总监Locker Jiang在接受媒体采访时表示，现在市场上的“全面屏手机”其实还不是理想中的全面屏手机，后期可能还会有屏占比更高的情况出现，这样的情况下，对天线射频方面是一个非常大的挑战。

全面屏背后的挑战

从字面意思上来解释，“全面屏”就是手机的正面全部都是屏幕，并且拥有接近100%的屏占比，四个边框都是采用无边框设计的手机。但实际上受限于目前的技术，暂时只是超高屏占比（18：9）的手机，没有能做到手机正面屏占比100%的手机。

但是无论哪种“全面屏”手机都在挤压手机其他部件的物理空间。“全面屏会导致很多关于天线设计方面的问题，还包括设计信号变弱的一些问题。”在手机天线射频上来看，有很多环节，从平台、收发器、电源管理，再到PA，通过触摸、开关，最终是天线口出来的TRP（Total Radiated Power），就是整体发射功率，都有相关的标准设定。

一般来说，天线是围绕着手机外框部分来说的，上面一个主天线，下面一个从天线。“影响天线最大性能的部分就在于给天线留下多少空间”，Locker 进一步解释称，“天线空间如果大，它覆盖的频段也好、效率也好，本身的性能也就更好一些。但是全面屏挤占了天线的空间，挤压的结果使得天线效率变差，最终影响了 TRP（Total Radiated Power）也就是天线的整体发射功率。”TRP 的标准是由运营商规定，频段都有规定的数值，必须做到规定的TRP才能够通过场测，满足供应商的要求。

传统智能手机的屏占比是16：9，最终给天线留下来的净空在7-9毫米之间，到18：9的时候，留给天线的空间大概只有3-5毫米，甚至更窄。Locker 称，这将考验每一个天线厂商的工艺水平，力求将智能手机屏幕的上下留出的空间做的越窄越好，否则天线部分的损耗是比较大的。

另外就是效率和频段，空间变小之后，电线的效率在变差。还有频段问题，往往天线越长，它就能够覆盖越低的频段，所以天线的空间受挤压后，最大的影响是低频。从16：9到18：9，TRP的数值也在下降。

还有一个即将要面临的问题，就是现在的智能手机对MIMO、更多 CA的需求越来越大。还有将来要满足5G的需求以及低频600兆的需求，这些因素使得手机内部的天线个数还要增加，那么全面屏可能要四到七个天线了，天线数量在增加，但留给天线的空间还小，这些都是挑战。

五大方向解困天线设计难题

Locker Jiang 表示可以从五大方向来解决全面屏带来的天线设计难题。第一是开源的方式，提高PA 的功率，如果PA 的功率大，即便被吸收掉一些，最终释放出去的还是多的。第二就是ET 或者boost 的方式，通过把电压升高以提升PA 的功率。他进一步指出，如果把整个电路的功率提高，对滤波器、双工器也有特别的要求，需要支持更高功率的High Power Filter。还有就是利用Impedance Tuner(阻抗调谐)和Aperture Tuner(天线调谐)的方式，帮助提高天线的效率。

Qorvo从五大方向着手研发了相应的产品。首先，Qorvo有专门提供高功率的PA。“我们的PA比传统的PA更好，已经在很多的客户使用，包括下一代的57508以及下一代的TX模块，这些都使用我们最新的HBT5的GaAs的技术，使得整个PA的效率，输出功率更高，57508可以提高0.5到1个db 2G 的power。”

其次，就是用boost把电压升高。Qorvo也提供了专门的产品——81050，它能给给整个链路使用。“当然我们还提供像QM77031/33这种，第六代的集成化的模块，可以在insertion loss部分变得更小，功率部分还可以提供更好的功率的表现。”Locker Jiang强调。

功率提高之后，对滤波器提出更高的要求的。传统的声表面滤波器的功率处理很低，一般只有29dbm，现在很多很多厂商提出30、31dbm甚至是更高的要求， Qorvo的BAW滤波器有很多优势，比如其整个多层的向下散热，比 FBAR散热还要好。

“智能手机全面屏时代的到来，虽然对Qorvo这样的射频厂商提出更多的挑战，同时也是创造了更多的机会。”Locker Jiang指出，未来智能手机将需要更高功率的 PA，需要额外的ET，需要更高功率的滤波器，需要更多的ACS tuner。RF前端元件的数量变得越来越多，对Qorvo来说是一种利好。“此外，对于Qorvo来说，更愿意看到全面屏的到来，希望抓住市场机会，为智能手机厂商提供更多更好的解决方案。”