电信业最近一直将精力集中在如何把电话连接到计算机上,其未来方向将是从手表到洗衣机,所有的电子设备都将需要连接在一起,以实现信息共享、远程控制和故障诊断。大多数这些互连在一起的设备将使用Wi-Fi、蓝牙和UWB等短距离无线技术。
我们已经看到最新的游戏终端(如索尼的PSP)、条码扫描仪和EPOS(电子零售终端)开始采用Wi-Fi。微软也有望在2007年初推出一款被吹捧为“iPod杀手”的MP3音乐播放器,将这种播放器与其它竞争对手产品区分开的唯一因素是它将支持短距离无线技术。三星、摩托罗拉等众多移动电话供应商已经为非授权移动接入(UMA)网络开发出集成了Wi-Fi功能的手机。UMA允许移动电话通过Wi-Fi进行VoIP呼叫,从而避免了使用传统的蜂窝通信线路。业界普遍相信,所有手机最终将采用Wi-Fi技术。
所有这些意味着,短距离无线技术市场即将开始大幅增长。但不幸的是,事情不会像它最初显示的那样一帆风顺。影响消费电子产业的一大主要挑战,便是确保在设备所处的任何环境中实现最可靠的无线性能。这一挑战使RF工程师感到很为难,因为这要求他们考虑更广泛的因素,而不是仅仅比较不同天线的尺寸。尽管市场要求比以往任何时候都更小的无线设备,但不幸的是,无线设备制造商常常无法足够好地满足这一需求,因为它们只能生产性能很差的小型产品,或生产性能很好但尺寸又常常太大的产品。
一种天线集成的新方法
这一朝更小设备发展的趋势不仅要求更小的天线,而且还要求天线与设备中的其它电气元件最优地集成在一起。但当这些可能会相互干扰的元件太靠近天线时,将产生更大的辐射量,从而导致信号质量变差和设备工作性能降低。天线工程界目前普遍接受的一个说法是,移动电话PCB的辐射量可以超过天线本身。因此,如果不做适当的规划就试图把天线放进一个设备,可能严重地影响设备的性能.
这样的案例发生得非常频繁,仅仅因为天线在设备中的集成没有得到仔细的考虑,全球的设备制造商即便采用了非常好的天线也得不到好的设备性能。因此,天线制造商的角色需要改变。它不能再仅仅提供在特定频段工作的特定尺寸的天线,它还必须密切地留意设备中所有的电气元件和它们的准确位置。
换句话说,为了从一个设计的角度来考虑某个设备的设计,天线供供商在尽可能早的阶段就参与到设计过程中已变得越来越重要,因为这可确保所有的电气元件都放在可能的最佳位置上,以最大限度地优化设备的性能。这意味着设备制造商必须重新估计设备中天线的作用,并在考虑了其它关键元件和成本的前提下明确地得出一个最优的尺寸与性能之比。
具有讽刺意义的是,天线作为一个无线设备如此基本的元件,长期以来一直是在开发过程的末端硬塞进去的一个元件。不过,为了避免被看作是“事后诸葛亮”,今天天线正逐步呈现出在设计过程中的中心作用。随着体积尺寸继续变得越来越小,以及越来越多的连接标准需要在同一个设备中实现,天线制造商承担的在一个引人注目的设备上满足这些挑战的压力将是非常巨大的。设计师只需要采用回归到天线几何学基本原则的新方法,这一需求就将能得到满足。
作者:Tim Hillison
短距离无线产品部总监
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