移动终端天线迈入4G时代，宽带化与小型化需求如何兼顾？

特约撰稿人 | 冯域淞

移动终端天线迈入4G时代，宽带化与小型化需求如何兼顾？

特约撰稿人 | 冯域淞

LTE/LTE-Advanced技术的出现，对移动终端天线的设计提出了新的挑战。LDS天线技术的出现与发展，符合未来智能移动终端的发展趋势，也将成为保证LTE终端性能的关键。

2013年底工信部向中国移动、中国联通和中国电信发放TD-LTE牌照，开启了中国LTE商用的新纪元，同时也宣告了中国移动通信4G时代的来临。在此趋势的推动下，相关移动终端的需求量迅速增长，从而带动移动终端天线产业快速发展。商用的LTE移动终端，必须满足多模多频、智能化、小型化等需求，而作为智能移动终端的关键技术——移动终端天线的技术也面临着更高的要求。

移动终端的关键部件

移动终端天线是指安装在移动终端设备上的天线，用于完成空中信号的接收和发送，是手机、笔记本电脑及上网本、无线POS机等无线终端必不可少的关键部件，是通信天线的重要门类。通信天线根据性质和用途，可以细分为基站天线、室内分布天线及接入点天线和移动终端天线。其中，基站天线是指载有各种信息的电磁波能量转换器，作为空间电磁波信号与移动基站收发信机间的接口，基站天线是无线通信系统的重要组成部分；室内分布和接入点天线分别安装在室内分布覆盖系统和无线接入点，完成无线信号的收发功能，运营商大量使用室内分布系统以解决移动用户密集区域覆盖、楼宇室内信号覆盖的问题，其性能的好坏直接关系到运营商的客户体验及收益，无线接入点的作用是提供无线和有线网络之间的桥接，是移动用户进入有线网的接入点。

应用领域不断扩大

移动终端天线行业是通信天线行业的重要细分行业。移动终端天线起初主要应用于一些专业领域，如车载电话、无线寻呼调度系统等。20世纪90年代至今，随着移动通信产业在全球市场的飞速发展，移动终端天线作为配套行业也得到迅猛发展。随着移动终端行业的发展以及移动通信技术应用的扩展，移动终端天线逐渐扩展到笔记本电脑、上网本、移动电视等领域，其下游应用领域还在继续扩大。

最初，移动终端产品的天线普遍采用简单的四分之一波长单极天线，置于移动终端机壳外顶部，整机的电路板及其它金属构件包含在天线系统中，被看成辐射器的一部分，这类天线带宽较窄，置于机壳外影响美观，易折断。随着天线技术研发的深入，内置式天线逐渐普及，宽频段、高效率、低SAR值等新的技术要求不断提出。随着移动终端产品的普及，其天线辐射对人体安全的影响问题日益受到重视。为提高天线效率、增加带宽、降低对人体的辐射，移动终端天线在设计时必须充分考虑天线类型、馈电方式以及天线在设备中的放置方式。近年来，随着人们对产品外形美观和成本等因素的日益重视，以及制造工艺的不断改进，移动终端天线也从此前的外置天线为主转向内置天线为主。

4G提出新要求

以LTE（长期演进技术）及LTE-Advanced为代表的4G技术以速度更快、频谱更宽、更加智能、可实现高质量的多媒体通信等优势，成为全球各大电信运营商、系统设备商及终端厂商抢占的制高点。据全球移动设备供应商协会（GSA）发布的数据，到2014年底全球共有611家电信运营商在174个国家和地区投资建设了360张商用LTE网络，拥有LTE商用网络的国家和地区在2014年全年增加了27个。在此趋势的引领下，各大移动终端厂商也纷纷推出4G无线通信终端。苹果、HTC、摩托罗拉、三星等厂商都发布了数款支持4G标准的智能手机，未来将有更多产品面市。根据工信部网站公布的数据，2014年，全国智能手机出货量达到3.89亿部，其中4G手机出货量达到1.71亿部。

商用的LTE移动终端必须满足多模多频的需求，其天线必须兼顾宽带化、小型化的要求。LTE移动终端一般要求内置天线，至少需要两个以上的接收天线、多通道RF接收信号处理能力，可支持LTE、GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA等多种制式，并实现多种模式之间/语音和数据业务之间的切换。同时，LTE终端产品频率覆盖范围更宽（从700MHz到2.7GHz）。这就对移动终端天线设计带来新的难题：一方面市场要求小巧精致的ID设计、高质量的用户体验；另一方面频率较低的700MHz频段需要较大的天线尺寸。这两方面的矛盾使终端天线设计和测试成为LTE移动终端的一个关键技术难点。

针对这一问题，目前比较成熟的解决方案是发展LDS天线技术。普通的手机天线都安装在手机主板上，而LDS天线技术采用激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring）,它通过计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内活化出电路图案。简单地说，对于手机天线设计与生产，在成型的塑料支架上，利用激光镭射技术直接化镀形成金属天线pattern。这一种技术可以直接将天线镭射在手机外壳上。

相比普通手机天线，LDS天线技术的优势在于：第一，生产的天线性能稳定，一致性好，精度高，激光系统耐用、易于维护，适合7×24小时不间断生产，故障率低，能够充分利用支架立体结构形成天线pattern；第二，制造流程短，环保，无需电路图形模具，对于天线RF来说，只要给出三维CAD图就可以，省去了和ME反复沟通及模具重复调整的过程；第三，将天线镭射在手机外壳上，避免了手机内部元器件的干扰，保证了手机的信号；第四，提高了手机的空间利用率，让智能手机的机身达到一定程度的纤薄。

面对轻薄化和多制式的智能手机发展趋势，传统天线遇到了瓶颈，LDS高效量产速度和薄化设计的优势则愈加明显，LDS在中高端机型中已经广泛使用，未来将向各类移动终端快速渗透直至普及。

何为LDS天线技术？

LDS天线技术采用激光直接成型技术（Laser-Direct-structuring），通过计算机按照导电图形的轨迹控制激光的运动，将激光投照到模塑成型的三维塑料器件上，在几秒钟的时间内活化出电路图案。