手机天线：全面屏时代净空区缩小 推动设计难度提升

参考中国报告网发布《 2017-2022年中国手机行业市场发展现状及十三五投资规划研究报告 》

        手机天线是全向，需要净空区

         天线是接收和发送信号（电磁波）的设备，是无线通信最关键的零件。尽管天线的物理构成较为简单，但是其设计和构造复杂，涉及到手机内部环境的方方面面，需要考虑很多因素。

         手机天线是全向天线。

         天线的方向性是指天线辐射的信号在特定方向上的强度。手机天线是全向天线，也就是说在天线横截面360°各方向的信号辐射强度相同，以实现最佳通信效果。要实现全向通信，手机内的天线周围需要足够开阔的空间，不能有屏蔽或干扰。

 

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         电磁波会被金属屏蔽，导电的金属能对电磁波产生反射、吸收、和抵消等作用，因此在设计天线时，应远离金属零部件，并避免接触其他降噪元件。

         同时，电磁波容易受到干扰。电磁波干扰传输主要可以分为两种形式：传导传输式和辐射传输式。

         传导传输式，即干扰源与天线之间有完整的电路连接，干扰信号通过这个连接电路传递到天线。这个传输电路可包括导线、电源、电阻、电感、电容等一系列元件。

         辐射传输式，即干扰能量以电磁场的形式向空间发射，干扰形式主要包括三种：来自其他天线发射的信号（天线对天线耦合）、靠近电流的空间电磁场（场对线的耦合）、两股平行电流之间的感应（线对线的耦合）。

 

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         因此，手机天线设计时，不仅应远离金属元件，而且还应隔离电池、振荡器、屏蔽罩、摄像头等不相干的零部件，给天线留出一段干净的空间（简称净空，clearance），保证天线的全向通信效果。

         在手机天线设计中，天线的净空是关键的考虑因素之一。通常而言，天线的环境设计要求总结如下：
         金属类壳体、装饰、导电喷涂等应距离天线20mm以上，因为手机内置天线对其附近的介质比较敏感；
         电池（含电连接座）与天线的距离应在5mm以上；
         当采用天线RF双馈点是，RF与地焊盘的中心距应在4~5mm之间。

 

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         全面屏手机净空区域减小，天线设计难度提升

         天线设计需要一定的净空区域，但18:9全面屏手机令净空区域大幅缩小。传统16:9手机LCM背光模组到整机底端一般会有9mm左右的主净空，但是三星S8的LCM背光到整机底端只有不到5mm的主净空，对天线设计的影响较大。

         当前对于天线的解决方案分别有屏背后金属切除，LDS天线技术和整合天线与其他零件三种。对于全面屏下的天线的解决方案有两种思路，一种思路是扩大手机内部的净空区域，对应的解决方案为屏背后金属切除。

         第二种思路是减小天线所需的净空区域，对应的解决方案有LDS天线技术、整合天线与其他零件。

 

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         屏背后金属切除：增加手机内部净空区域

         可以掏空角落部分的背板金属，以保证足够的净空。手机屏幕的最后一般会有一块金属背板，起到保护屏幕、散热等作用。天线一般安装在主板上，但由于金属背板的存在，其位置一般不能放置于屏幕后面。在全面屏时代下，可以将上下边框角落的金属背板挖掉，留出足够的空间供天线使用。不过，这种方式会导致屏幕的强度变低、并增加加工成本。

 

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