射频系列（一）：迎接 5G，终端天线的“变” 与“不变”

65469 · 发表于 2021-3-15 11:44:00

1、什么是天线？
天线用于无线电波的收发，下游应用广泛。天线（antenna）连接射频前端，身兼发射端最后一级和接收端第一级；也是电磁波信号和电信号实现能量转换的器件；是终端开路的特殊电路。天线应用广泛，所有的无线通信都要用到天线，比如手机、电脑、平板，以及物联网和汽车通信。按不同的应用不同，天线可分为 wifi 天线、蜂窝网络天线、蓝牙天线、GPS 天线、NFC 天线等，由于部分应用频段有交叉，因此有些天线比如蓝牙、wifi、GPS 可以共用，用软件进行切换。

手机当中天线与射频前端的连接示意图：

手机当中天线与射频前端的连接示意图

天线传输的是电磁波信号，电磁波在自由空间传输过程中产生损耗，设备的天线增益，馈线损耗，发射功率和接收灵敏度都是影响天线传输性能的重要因素：
空间损耗：电磁波的空间损耗包括自由空间损耗以及地形，障碍物和天气等因素造成的损耗，其中，自由空间损耗只与工作频率和传输距离相关，频率越高，损耗越强。
天线增益：天线增益用于表示辐射能量的集中程度，与工作频率，天线效率相关，效率越高，增益越强，传输距离越远。
馈线损耗：电磁波在馈线中的损耗不仅与工作频率相关，还需要考虑馈线中导体的电阻性损耗和绝缘材料的介质损耗，后者与材料的介电常数和损耗正切角相关，介电常数和损耗正切角越小，损耗越小。
发射功率/接收灵敏度：发射端的发射功率和接收端的灵敏度与工作频率和调制模式相关，频率和调制模式越低，发射功率越强，接收灵敏度越弱。

2G到5G，天线为什么越来越重要？
（1）2G到3G，再到4G，天线行业实现量价齐升通讯技术快速发展，终端天线量价齐升。随着通讯技术的不断发展，智能手机的无线功能不断增加，频段增多，带动了单机天线数量的增多。同时，传输升级，频率升高，天线的设计要求提升，为了实现无线信号快速且高效的传输，天线的制备工艺和材料不断改进，提升了单一天线的价值量。

（2）5G 时代：sub6G 和毫米波天线朝两个方向发展
天线从 2G/3G/4G 到 5G，是纯粹的增量。例如加载 5G 手机中，之前4G/3G 的功能都会同时存在，以前的天线都会存在，因此对于天线而言，通信技术的升级，对于不同制式的天线是累加而不是替代。

材料：LCP不止是天线，LCP和m-PI在5G时代将共存
（1）LCP 优势明显，应用不只是天线
LCP（Liquid-crystal polymers）是一种液晶体聚合物，LCP 软板是以 LCP为基板做成的，而普通的软板用 PI做的基板；除此之外，普通的 FCCL 需要黏胶将基板和铜箔粘合起来，而 LCP 则是直接和铜箔热压粘合，因此可以做得更薄。

（2）5G 时代 m-PI 和 LCP 会共存
2017 年 iPhone X 中使用的 4 块 LCP 材料，分别是：上下天线模块、3Dsensing 摄像头部分、两层主板直接的链接部分。

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