新iPhone信号有救了？我们从天线进行了深度分析
文/极客修小编
极客君最近看到一则喜大普奔的消息，事关iPhone的信号
苹果分析师郭明錤发布了一份关于供应链的新报告，涉及2019年和2020年的iPhone
关于今年iPhone的天线，分析师称，由于供应商和技术的转变，iPhone的天线结构将发生巨大变化
2019 年的iPhone 将使用一种改良型的PI（聚酰亚胺）天线结构，即Modified PI（MPI）
我们知道iPhone X上苹果使用了全面屏设计，增强了视觉冲击力
但屏占比增加的同时也对手机内部布局提出更高标准的考验，其中就包括天线的设计，当然这个考验在所有全面屏手机上都存在
△全面屏手机天线净空区的变化
天线是接收和发送信号的设备，是无线通信最关键的零件
别看它看起来没啥制造难度，但是设计和构造需要考虑很多因素
就像楼房，从外面结构来看并不复杂，但实际上内部结构布局，整体地理位置涉及到方方面面，建筑，可是一门大学问
对于事物，我们往往只能看到表面
△iPhone 6的天线【图片素材来自于GeekBar】
手机天线属于全向天线，在水平方向上任意位置都能均匀辐射信号
说着简单，怎么做到呢，其中一个要求便是留有足够大的空间（净空区），并且不能有屏蔽和干扰
我们知道金属会对信号，也就是电磁波产生屏蔽，因此它不应该在天线附近存在
我们又知道在曾经某一段时间内，全金属的设计在手机圈里掀起一波热潮
当然，除了万年塑料的三星，不过三星后期也退出过全金属机型，这就是后话了
前面说了，金属对信号有屏蔽作用，为了解决这个问题，手机厂商是怎么做的呢
最常见的便是在金属后盖上进行注塑，例如iPhone 6以及后来相当大一部分的国产机型都采取了这种白带设计
至于后边新推出的微缝天线这边我们就不再讲了，你只需要知道，金属，对信号来说不是个好东西
但你想啊手机内部不可能只有盖板是金属啊，当然，因此天线净空区范围内不应该出现金属器件
信号的干扰方式有两种，辐射型和传导型
前者是来自于电磁场的干扰
举个例子，当你手机产生的电磁场靠近别的手机信号产生的电磁场，势必会产生一定的干扰
后者则是属于传输电路的信号干扰，包括导线、电源、电阻、电感、电容等内部元件
天线都是缠绕在手机的上下边框部分，但由于推崇全面屏，留给天线的净空区不断在压缩
一方面天线离金属中框更近，一方面净空区又受到因为全面屏化要求更高集成度的其他器件挤压
那叫一个惨，其实大家过得都挺不容易的，挤挤就过去了
以往留给天线的净空区在9mm以上
但随着上下边框越做越窄，现在已经剩不到3mm...
在不断的压缩之下，天线的效率下降，最终影响的则是整体发射能量（TRP）
这里我们需要讲到一个原则，天线越长，能覆盖到的信号频段越低
因此，在净空区减小的情况下，天线变短，原本能覆盖到的低频段可能会出现TRP偏低的情况，导致不符合运营商的标准
苹果是怎么做的呢
为了在更加有限的净空区内保证信号质量
苹果在iPhone X上首次使用LCP（液晶聚合物）天线，用于提高天线的高频高速性能并减小空间占用
先来认识下LCP，液晶聚合物(LCP)是一种新型热塑性有机材料，可在保证较高可靠性的前提下实现高频高速软板
而之前的iPhone或者说大部分手机用的则是PI（聚酰亚胺）软板天线
LCP对PI有以下优势
LCP拥有更强的弯折性，能减小天线尺寸，省去同轴电缆，提高空间利用率
LCP在高频率下的介电常数稳定，正切损耗小，因此对信号的损耗比PI小十倍，能保证高频率信号下保持高性能输出
通俗地讲就是，LCP相当于王者级玩家，可以适应高端场次的输出需求
而PI只是个钻石段位，一旦比赛级别升级，它的输出就跟不上节奏
要知道，根据5G发展路线图，未来通信频率将有两个阶段的频率提升
第一阶段，在2020年前将通信频率提升到6GHz，也就是常说的sub 6G，根据3GPP的定义，这个频率属于5G的低频
频率从450MHZ到6000MHZ，共有255个频段
第二阶段的目标是在2020年后进一步提升到30-60GHz，即毫米波的范围（mmWave），频段则是从257-511
而目前4G的频率是多少呢，详见下图
可以看出，主要还是集中在低频段，当然其中大部分频段和Sub 6G其实也是重合包含的
（方便前期联合组网）
因此，我们可以说，在未来，网络都是超高频的天下，所以说LCP是适用于未来的天线基材
那为什么在这个时间节点上，苹果要改回性能相对更差的PI软板呢
前面说了，在2020年，我们都是大力发展Sub 6G，5G的低频。在这个频段内，PI的性能依然能够胜任需求
其次，苹果使用的是Modified PI，改良型的天线
据说由于改变了氟化物配方，在10-15GHz高频信号上的表现已经与LCP天线几乎一致，何况这个频率我们在相当长一段时间内都用不到
再者，则是出于供货和价格的考虑。LCP虽好，奈何工艺复杂，成本高
此外生产良率低，为了满足iPhone庞大的供货，需要提高成品率，牺牲天线性能
尽管理论性能高，因为生产因素实际表现并没那么出色，反而被认为是拖累去年iPhone信号的元凶
另外我们也不能忽视改用MPI所带来的供货优势，目前能生产LCP的厂商并不多，而在更换MPI后，供货商能达到5家
这无疑能增强苹果的议价能力，让苹果更具话语权
但由于新增UWB（超宽频）和Docking（底座）功能，预计新iPhone的天线成本增加10%-20%
根据天风国际预计，今年将改用4组PI天线搭配2组LCP天线
目前的iPhone Xs系列则是使用6组LCP（由于新增了4×4 MIMO，天线数量增加到6组）
当然，对于消费者来说，我们最关心的是，新iPhone的信号能否改善，在更换新材料之后有没有可能呢
我认为是有可能的，根据当前说法，MPI能提供LCP的性能，并且在供应链上更具优势
而苹果在更换材料之后势必需要重新进行天线的设计，在有前车之鉴之后，我们应该相信苹果能给出更好的解决方案
早在iPhone 4时期，苹果也曾在信号上栽过跟头，俗称“死亡之握”，但马上他们就在iPhone 4s上解决了这个问题
此前高通已经和苹果就专利问题和解，高通重新成为苹果的基带供应商
不过我们最早能够在今年或明年的5G iPhone上见到高通和苹果的合作
高通拥有比英特尔更强的技术积累，以及更好的网络兼容性，对此我们不必怀疑
信号更好的iPhone，你期待了吗？
5G的iPhone，你又有多期待呢？
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