技術解析:蘋果5G毫米波八木天線專利
發布時間:2018-04-19 責任編輯:wenwei
【導讀】毫hao米mi波bo技ji術shu在zai移yi動dong通tong信xin中zhong應ying用yong還hai包bao括kuo一yi係xi列lie的de技ji術shu問wen題ti,包bao括kuo毫hao米mi波bo的de傳chuan播bo損sun耗hao大da,容rong易yi受shou到dao環huan境jing因yin素su的de影ying響xiang等deng,而er這zhe些xie技ji術shu問wen題ti蘋ping果guo希xi望wang通tong過guo毫hao米mi波bo八ba木mu天tian線xian來lai克ke服fu。
2017年底美國專利商標局公布了蘋果公司的第一款八木天線(Yagi Antenna)專利。毫米波天線很可能會應用在蘋果下一代5G網絡設備中,如果一切順利,毫米波5G網絡將在2020年至2021年之間在美國推出。
然而毫hao米mi波bo技ji術shu在zai移yi動dong通tong信xin中zhong應ying用yong還hai包bao括kuo一yi係xi列lie的de技ji術shu問wen題ti,包bao括kuo毫hao米mi波bo的de傳chuan播bo損sun耗hao大da,容rong易yi受shou到dao環huan境jing因yin素su的de影ying響xiang等deng,而er這zhe些xie技ji術shu問wen題ti蘋ping果guo希xi望wang通tong過guo毫hao米mi波bo八ba木mu天tian線xian來lai克ke服fu。

圖1 蘋果的5G iDevices設計
蘋果在其專利背景中指出,未來可能需要支持毫米波頻段的無線通信。有時被稱為極高頻(EHF)通信的毫米波通信涉及大約10-400GHz頻(pin)段(duan)。在(zai)這(zhe)些(xie)頻(pin)率(lv)上(shang)操(cao)作(zuo)可(ke)能(neng)會(hui)支(zhi)持(chi)更(geng)高(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan),但(dan)同(tong)時(shi)也(ye)可(ke)能(neng)帶(dai)來(lai)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。比(bi)如(ru)說(shuo),毫(hao)米(mi)波(bo)通(tong)信(xin)是(shi)一(yi)種(zhong)典(dian)型(xing)的(de)視(shi)距(ju)通(tong)信(xin),在(zai)信(xin)號(hao)傳(chuan)播(bo)過(guo)程(cheng)當(dang)中(zhong),會(hui)衰(shuai)減(jian)大(da)量(liang)的(de)信(xin)號(hao)。因(yin)此(ci),蘋(ping)果(guo)希(xi)望(wang)能(neng)夠(gou)向(xiang)電(dian)子(zi)設(she)備(bei)提(ti)供(gong)改(gai)進(jin)的(de)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin)電(dian)路(lu),例(li)如(ru)支(zhi)持(chi)毫(hao)米(mi)波(bo)通(tong)信(xin)的(de)通(tong)信(xin)電(dian)路(lu)。
pingguodefamingjiushiweilegaishanwuxiantongxindianlu,biruzhichihaomibotongxindetongxindianlu。zhezhongwuxiandianlukenengbaohanyigehuoduogetianxian,ermeigetianxiankenengbaohanxiangkongtianxianzhen,erdangzhongyoubaohanlexuduotianxiandanyuan。xiangkongtianxianzhenkenengbeiyonglaichulihaomibowuxiantongxin,bingyouzhixingboshutiaokongdecaozuo。
xiangweitianxianzhenliekenengyanzhedianzishebeiketidebianyuanjinxinganzhuang,zaiketibeimianzhongjueyuanbiaozhihuoqitatianxianchuangkouzhihou,yekenengyuketijiaoluochudejueyuanketibufenjinxingduizhunanzhuang,haikenengshizaidianzishebeideqitadifanganzhuang,xiangguanzhuanliruxiatu2所示。

圖2 下一代iPhone和iPad的毫米波天線
基ji帶dai處chu理li器qi可ke能neng會hui以yi中zhong頻pin頻pin率lv在zai中zhong頻pin信xin號hao路lu徑jing上shang將jiang無wu線xian信xin號hao分fen配pei給gei相xiang控kong天tian線xian陣zhen。相xiang控kong天tian線xian陣zhen上shang的de收shou發fa器qi電dian路lu可ke能neng包bao括kuo耦ou合he到dao中zhong頻pin信xin號hao路lu徑jing的de上shang變bian頻pin器qi和he下xia變bian頻pin器qi。這zhe種zhong布bu置zhi可ke以yi使shi得de路lu徑jing損sun耗hao最zui小xiao化hua,通tong過guo將jiang中zhong頻pin頻pin率lv將jiang信xin號hao分fen配pei到dao相xiang控kong天tian線xian陣zhen列lie上shang並bing在zai本ben地di將jiang中zhong頻pin信xin號hao轉zhuan換huan成cheng天tian線xian的de射she頻pin信xin號hao的de方fang法fa。

圖3 蘋果的八木天線在手機上的位置
erzhezhongyinshuadianlubantianxiankeyibaokuobamutianxian。meigebamutianxiankeyijuyoufansheqi,sanreqiheyigehuoduogeyinxiangqi。dianzishebeikeyijuyoudaidianjiezhiquyudejinshu外殼。電介質區域可以是金屬外殼或其它電介質區域中的填充了塑料的槽。
fansheqi,sanreqiheyinxiangqikeyibeipeizhiweishidemeigetianxianjuyouyujinshuketizhongdedianjiezhidexiangyingbufenduizhundefushetuan。zaijuyouduogechendicengdeyinshuadianlubanzhong,tianxianzhongdebutongdaoxiangqikeqianruzaibutongdechengduidechendicengzhijianyixingchengchuizhiquxianghuozheduijiaoxiandingxiangdefushetuan。tianxiandedaoxiangqiyekeyiyanzheyinshuadianlubandebiaomianxingcheng,shidetianxianchengxianshuipingdingxiangdefushetuan。
例如專利說明書中圖3所示的天線#40可以是八木印刷電路板天線和/或其他合適的天線。
此外,蘋果專利圖3是說明性配置中的iDevice的後視圖,其中每個角#50已經設置有由多個天線形成的相控天線陣列。如圖3所示,每個拐角具有由三個相應的天線40形成的陣列,定向為0度,45度和90度。使得相鄰天線具有沿著45度分開的方向定向的輻射圖,並且每個角落處的天線陣列可以具有任何合適數量的天線(例如,兩個或更多個,三個或更多個,三個到五個,三個到八個,少於五個,少於十個等等),並且這些天線可以通過任何合適的角度量(0-45度,10-30超過5度,小於25度,小於75度,等等)向外輻射。

圖4 5G即將成為現實
除了在未來的iDevices和Macszhongshiyong,pingguozhichuxindetianxianhaikenenghuiyingyongyuqitakenengdeweilaishebeizhong,liruqianruzaiyanjinghuoqitayonghutoudaishebeizhong,yihuoqitakechuandaideweixingshebei、電視機、不含嵌入式計算機的計算機顯示器、遊戲設備、導航設備和諸如在售貨亭或汽車中內嵌了顯示器的電子設備上的嵌入式係統。 考慮到這是一項專利申請,此類產品上市的時機目前還不得而知 - 盡管5G網絡可能會在未來幾年中實現。
(來源:微波射頻網綜合編輯)
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