攻克全面屏全金屬難關(guān) vivo X20設(shè)計(jì)揭秘

　　2017年9月21日，vivo在長(zhǎng)城舉辦了被稱為“史上最大規(guī)模之一的手機(jī)發(fā)布會(huì)“，推出了旗下首款全面屏手機(jī)——vivo X20系列。據(jù)悉，vivo X20擁有足足350萬(wàn)臺(tái)的首批備貨量，如此巨大的量證明了vivo十足的信心，除了搭載全面屏、高通驍龍660和強(qiáng)大拍摘功能等顯而易見(jiàn)的硬件配置外，而幕后的vivo的研發(fā)人員在vivo X20的基礎(chǔ)功能上也做了很多工作，以保證產(chǎn)品的整體性能，如在全面屏全金屬的機(jī)身外觀下依然維持經(jīng)典的U型天線設(shè)計(jì)。

　　9月23日，在深圳舉辦的手機(jī)全面屏技術(shù)發(fā)展論壇大會(huì)上，在手機(jī)與移動(dòng)終端相關(guān)業(yè)界內(nèi)，vivo首席天線專家黃奐衢博士首度從整機(jī)觀點(diǎn)發(fā)表對(duì)全面屏手機(jī)天線設(shè)計(jì)的演說(shuō)，他系統(tǒng)性地對(duì)比了全面屏手機(jī)相對(duì)于現(xiàn)今及傳統(tǒng)的手機(jī)天線設(shè)計(jì)上的差別，并進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)提點(diǎn)與未來(lái)可能的趨勢(shì)分析，會(huì)場(chǎng)好評(píng)如潮、反響熱烈。讓我們通過(guò)黃博士的演講，試著揭開(kāi)vivo X20在天線設(shè)計(jì)上的一些秘密。

vivo首席天線專家 黃奐衢 博士講解影響天線性能的常見(jiàn)因素

相對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別

　　vivo X20作為vivo旗下首款全面屏產(chǎn)品，擁有高達(dá)85.3%的超高屏占比，成為這款手機(jī)與眾不同的異化亮點(diǎn)。但由于全面屏手機(jī)在外觀設(shè)計(jì)上的特殊性，其天線設(shè)計(jì)相對(duì)以往手機(jī)也有所區(qū)別。

　　vivo黃奐衢博士在演講中表示：“所謂天線性能的好與壞，在且不論及發(fā)射方向圖 (radiation pattern) 時(shí)，基本可用天線發(fā)射的效率性來(lái)評(píng)判，即在指定的帶寬與場(chǎng)景下，若能達(dá)到要求的天線效率，便是性能好的天線(但這不代表天線的尺寸是最優(yōu))?！?/p>

　　且黃奐衢博士認(rèn)為，主要影響天線性能好壞的常見(jiàn)因素，一般可分為四種，即：材料 (material)、結(jié)構(gòu)(mechanical)、電氣 (electrical)，與環(huán)境 (environmental) 等因素。全面屏手機(jī)相較于目前或傳統(tǒng)的手機(jī)而言，在結(jié)構(gòu)因素上，天線的有效輻射空間減少且能設(shè)計(jì)與放置的區(qū)域受局限;而在環(huán)境因素上，因屏向天線靠近，屏上的走線與其FPC因有天線效應(yīng)，故往往會(huì)對(duì)天線輻射有耦合的作用，基于上述兩因素，全面屏手機(jī)的天線效率往往會(huì)較低，而為了維持足夠的天線效率，以保證用戶體驗(yàn)，便常需要對(duì)ID與結(jié)構(gòu)在空間上做更細(xì)致的挖掘及優(yōu)化，以獲得更大的空間及與屏間有更大的非外觀可視的距離，或使用更低損或更復(fù)雜的天線調(diào)諧器件，和新的天線設(shè)計(jì)技巧以使得天線的場(chǎng)分布可減少受屏的影響，與使用新的天線制程工藝，以更充分利用被局限的空間。此外，對(duì)系統(tǒng)層級(jí)而言，使用新技術(shù)與新元器件(即包含新的元件制程)，而使得PA的傳導(dǎo)功率可提升，LNA的傳導(dǎo)靈敏度可更佳，與射頻鏈路的路損可降低，都是有助維持或提升系統(tǒng)無(wú)線性能的方法;當(dāng)然，對(duì)電子噪聲干擾(de-sense)的處理在全面屏手機(jī)上也需較以往更為細(xì)膩，以防無(wú)線接收性能的劣化。

vivo首席天線專家 黃奐衢 博士分析天線與屏之間相互影響的關(guān)系

　　此外，vivo黃奐衢博士也提出，在處理屏對(duì)天線的影響時(shí)，也需同時(shí)留意天線對(duì)屏的影響，尤其是兩者間距愈來(lái)愈近時(shí)(如以金屬邊框做為天線時(shí))，因天線的發(fā)射功率有引起屏誤動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。

克服新挑戰(zhàn)展決心

　　眾所周知，vivo X20擁有特殊的6.01英寸18：9屏幕，在維持與傳統(tǒng)5.5英寸屏幕手機(jī)整體尺寸基本一致的情況下，屏幕上的明顯變大，即意味著屏占比獲得了極大提高，進(jìn)而擠占了機(jī)身其他部件的空間，而使得天線性能如黃博士前面分析地下降，故若依然使用傳統(tǒng)天線設(shè)計(jì)，將影響到天線效率與可能用戶體驗(yàn)的劣化。而且值得注意的是，vivo X20是第一款采用全金屬背蓋的全面屏手機(jī)，因此其天線設(shè)計(jì)較其它非金屬背蓋(如玻璃與陶瓷等材料)的手機(jī)，有著更多的挑戰(zhàn)與更大的困難。而vivo天線設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)持續(xù)專研、攻克難點(diǎn)，使得vivo X20在全面屏下依然順利達(dá)成了經(jīng)典的全金屬背蓋U型天線設(shè)計(jì)，而最大程度使得手機(jī)背面在用戶視覺(jué)上可保持一體性與對(duì)稱性, 并成為迄今國(guó)內(nèi)外首位達(dá)到全面屏全金屬設(shè)計(jì)此重要里程碑的手機(jī)公司。

未來(lái)創(chuàng)新研究的新方向

　　vivo旗下的產(chǎn)品都有著非常大的受眾群體，其 X系列產(chǎn)品更是動(dòng)輒就有千萬(wàn)級(jí)的銷量，因此vivo在保證智能手機(jī)的用戶體驗(yàn)方面，尤其是基礎(chǔ)功能上更是要追求極致——硬件設(shè)計(jì)和使用體驗(yàn)雙方面的追求極致。vivo X20作為vivo旗下首款全面屏手機(jī)，同樣在軟硬件方面都展示出了極佳的表現(xiàn)，而優(yōu)秀的天線設(shè)計(jì)就是其重要的一方面。

vivo首席天線專家 黃奐衢 博士提出天線與屏兩者間未來(lái)的可能發(fā)展方向

　　vivo首席天線專家黃奐衢博士在其演講的最后，進(jìn)一步勾勒出未來(lái)天線與屏的可能發(fā)展方向，亦即現(xiàn)今天線與屏為獨(dú)立兩物件，但基于全面屏，可穿戴，可撓曲的移動(dòng)終端概念下，屏與天線未來(lái)是否會(huì)整合為一，也就是“天線在屏、屏含天線”，雖目前仍有較多難題需克服，但或許是值得研究與試驗(yàn)的一個(gè)未來(lái)新方向。

vivo首席天線專家黃奐衢 博士對(duì)全面屏手機(jī)天線設(shè)計(jì)做出總結(jié)與建言