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如何在下一代智能手機的設(shè)計中節(jié)約空間?本文提供一個思路

發(fā)布時間:2023-01-30 來源:Qorvo 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】智能手機功能愈發(fā)強大,設(shè)計起來也愈發(fā)復(fù)雜,但尺寸通常不會增加。設(shè)計人員需要將新的功能加入到與前幾代產(chǎn)品大小一樣的空間里。在本文中,我們將探討一些設(shè)計技巧,幫助智能手機設(shè)計人員通過創(chuàng)造性的方式騰出更多空間。


如今的智能手機,雖然個頭沒有變大,但所含功能卻越來越豐富。為了適應(yīng)目前的新功能,攝像頭、傳感器和組件的數(shù)量在不斷增加,可用的布局空間越來越小。天線的使用區(qū)域同樣如此。


尤其是 5G 新無線電 (NR) 頻段需要更多的天線功能,這一狀況愈發(fā)明顯。所幸,設(shè)計人員可以使用新的組件和應(yīng)用技術(shù)來應(yīng)對空間受限的挑戰(zhàn)。使用天線復(fù)用器就是其中一個設(shè)計方案。


利用天線復(fù)用器,設(shè)計工程師可以壓縮天線區(qū)域,從而節(jié)約空間。我們舉例來說明兩種設(shè)計場景——在設(shè)計 GPS 和 Wi-Fi 天線布局時一種使用 QM28005 天線復(fù)用器,一種不使用。在圖 1 中,我們看到一個普通的 GPS、GNSS(全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))和 Wi-Fi 天線布局設(shè)計。我們將此設(shè)計布局稱為場景 1。


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圖 1:普通 GPS、GNSS 和 Wi-Fi (2.4/5 GHz) 天線布局——設(shè)計場景 1。


如圖所示,為了能容納所有與這些頻段相關(guān)的天線,該設(shè)計占用了大量的印刷電路板空間。


為了整合這些頻段,我們使用了QM28005 天線復(fù)用器。QM28005 是一個緊湊型濾波器模塊,旨在滿足頻段外衰減的嚴(yán)格要求,同時還對 L5 GPS、L1、2.4G Wi-Fi 和 5G Wi-Fi 的插入損耗進行了優(yōu)化。參見圖 2。


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圖 2:QM28005 的功能框圖。


GPS 和 Wi-Fi 天線的設(shè)計使單根天線 (ANT) 的幾何結(jié)構(gòu)可以輻射 L1、L5 和 2.4/5G Wi-Fi 頻段,以便與 QM28005 連接。圖 3 說明了該天線的設(shè)計。


我們來比較一下使用和不使用QM28005 天線復(fù)用器的 GPS 和 Wi-Fi 天線設(shè)計。在圖 3 中,使用 QM28005 天線復(fù)用器有利于設(shè)計時將 GPS 和 Wi-Fi 頻段壓縮到同一區(qū)域——如圖右側(cè)所示。而左側(cè)——沒有使用 QM28005 天線復(fù)用器的天線設(shè)計就做不到這一點。


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圖 3:使用和不使用 QM28005 的 GPS 和 Wi-Fi 天線布局設(shè)計


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表 1:使用 QM28005 天線復(fù)用器的布局尺寸比較。


對比兩個天線設(shè)計場景,我們可以看到,與不使用天線復(fù)用器的600mm2 天線區(qū)域相比,使用 QM28005 的 180mm2 解決方案,其空間節(jié)約了 70% 以上。


此外,使用 QM28005 天線復(fù)用器后,之前與所有天線連接的組件可以降低 BOM 成本,這是因為與單根天線連接所需的組件數(shù)量要比與之前單獨的多根天線連接的數(shù)量有所減少。


來源:Nick Fields,Qorvo



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