說到“終端”，相信大家一定不會覺得陌生。

我們每天形影不離的手機，還有上班時經常使用的電腦，都被稱為終端。

終端是離用戶距離最近的節(jié)點，也是用戶與系統(tǒng)之間的接口。用戶訪問和接入網絡，必須依靠終端。

進入21世紀以來，隨著物聯網的誕生和發(fā)展，終端的種類迅速增加。它們的連接對象不再僅僅是人，而是延伸到世間萬物。

IoT，Internet of Things（物聯網）

例如，家里的門鎖、電燈、電器，城市里面的路燈、水電表、垃圾桶，甚至包括單車、汽車、無人機，聯網之后，都變成了終端設備，統(tǒng)稱為物聯網終端。

物聯網終端

2019年6月，國家工信部正式發(fā)放了5G商用牌照，標志著邁入了“萬物互聯”的5G時代。

5G憑借大帶寬、低時延、廣覆蓋等特點，不僅將消費互聯網的用戶體驗推向了更高的水平，也極大地推動了百行千業(yè)的物聯網場景孵化和落地。

例如，5G結合4K/8K超高清視頻技術，甚至VR/AR技術，可以實現海量視頻數據的無線傳輸，擺脫有線傳輸帶來的空間束縛。

再例如，5G智能制造場景下，采用了5G技術的工業(yè)機器人，控制消息的時延極低，可以完成高精度的操作，提升生產效率。

還有大家關注的無人駕駛和遠程駕駛場景，車聯網與5G相結合，借助5G低時延高可靠性網絡，可以更好地實現車路協同，提升安全系數。

5G無人機

5G強大的網絡通信能力，為行業(yè)應用場景的完美實現，奠定了堅實的基礎。然而，它也給終端產品設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

尤其是終端產品的信號收發(fā)能力，如果無法滿足要求，那么即使網絡再好，也是“有網無端”，難以發(fā)揮5G的真正價值。

那么，影響物聯網終端信號收發(fā)能力的最關鍵部件，究竟是什么呢？

相信大家都已經猜到了，沒錯，就是天線。

▉ 5G終端天線設計的重難點

天線，英文名叫做antenna，是所有通信設備最重要的部件之一。它的好壞，直接關系到終端的通信能力以及工作效率。

一直以來，天線都是終端的設計重點和難點。5G的到來，更是將天線的設計難度推向了難以想象的高度。

首先，5G終端要支持多天線技術，以滿足超高傳輸速率要求。

5G的超高速率（Gbps以上），要求強大的多天線系統(tǒng)性能支持極強的數據吞吐能力。為了實現高速率，5G引入了Massive MIMO（大規(guī)模天線）技術，終端天線需要同步支持。5G還引入了Beamforming（波束賦型），終端天線同樣需要支持。

其次，5G終端天線必須有合理的布局設計，盡可能小型化。

終端天線一般分為外置天線和內置天線。外置天線我們見得比較多，體積較大，獨立于設備之外。而內置天線體積小巧，集成在物聯網設備內部。

現在的物聯網終端，一般都要求體積小巧，且內置天線更加美觀，更具市場競爭力，所以，越來越多的終端廠商選擇內置天線方案。

在本已狹小的設備內部空間，塞入5G天線，談何容易？

天線是敏感元件，放置位置和方式有嚴格的限制，不是隨便亂塞的。如果布局設計不合理，可能導致和其它器件之間的互相干擾，出現電磁兼容性（EMC）問題。

5G頻段，中低頻有Sub-6 GHz頻段（甚至700MHz頻段）， 高頻有毫米波頻段。頻率跨度大，意味著天線尺寸跨度也大，加上多制式網絡的支持，要求天線必須具備很好的調諧能力，這也大幅增加了天線的設計難度。

在設計天線布局時，還必須要考慮用戶使用場景和方式。例如，5G手持終端需要考慮手部握持的位置，5G踏板車需要考慮天線會不會被騎手身體阻擋，等等。

第三個設計難點，在于功耗控制。

功耗是物聯網終端的命門。如果天線設計未經優(yōu)化，會加劇電池的消耗速度。

5G作為高性能終端，功耗設計壓力本來就大。如果天線額外增加了對電池的消耗，無異于雪上加霜。試想一下，如果5G終端需要頻繁更換電池，用戶體驗從何談起？隨之而來的成本增長，又該如何面對？

除了上述幾點之外，終端天線設計需要考慮的因素還有很多，例如新工藝新材料的應用，產品耐用性、可靠性、易安裝性的增強，等等。

對于終端廠商來說，要在研發(fā)和設計5G終端天線時面對這么多的挑戰(zhàn)，實在是力不從心。

有些廠商，因為忽視對天線的前期設計，導致產品定型后發(fā)現性能受限，工作效率無法符合設計需求，最終不得不花更多的經費、時間和精力，對天線進行重新設計。

也有的終端廠商，雖然知道天線的重要性，但缺乏天線專業(yè)人才，不具備合格的天線設計和測試能力，只能束手無策。

▉ 5G終端天線設計的解決方案

面對5G終端天線設計的諸多挑戰(zhàn)，國內模組行業(yè)的領軍企業(yè)——上海移遠通信，提出了自己的見解和應對方案。

對于移遠通信，行業(yè)內的讀者一定都非常熟悉。他們是全球領先的物聯網解決方案供應商，模組出貨量排名前列，擁有涵蓋2G/3G/4G/5G、NB-IoT/LTE-M、車載前裝、安卓智能和GNSS模組的完備產品線。

作為模組廠商，移遠通信在天線設計領域擁有豐富的行業(yè)經驗積累。

目前，移遠通信已成功推出250多種天線產品，包括膠棒、組合式、出線式、磁吸式等外置天線，以及PCB、FPC、SMD、陶瓷等內置天線，覆蓋包括5G在內的不同技術的物聯網應用。

移遠通信天線產品

移遠通信認為，終端廠商選擇多個供應商，采購組件，然后集成到一臺設備中的傳統(tǒng)方式，已經無法滿足5G終端的天線設計需求。無線模組和天線由一家能同時提供應用方案的供應商進行整合設計，將是5G時代終端天線設計的主流趨勢。

無線模組、天線分開設計和采購，就好像是一輛汽車升級時只換發(fā)動機，或者只換車架、輪胎，缺乏整體上的考慮，性能提升始終有限。

而整合設計的方式，是站在更高的視角，進行全局考慮。無線模組和天線之間能達到更好的協同，發(fā)揮最佳性能。

例如5G天線的調諧能力，在整合設計的前提下，表現肯定優(yōu)于分開設計。

除了達成5G的指標要求之外，整合設計也有利于減小5G終端的整體尺寸，減少對空間的占用。對于系統(tǒng)功耗和散熱控制來說，整合設計也有明顯優(yōu)勢。

系統(tǒng)級整合方案還有一個顯著的優(yōu)點，就是降低5G終端的設計難度，方便廠商們以更快的速度推出產品，搶占市場。

5G模組+天線集成化設計方案

移遠通信的“無線模組+天線”整合設計方案，既充分利用了自身在模組領域領先的技術實力和經驗，又發(fā)揮了全定制天線設計、集成和制造能力，可以說是如虎添翼，讓5G客戶實現拿來即用，減少其在5G技術上的研發(fā)投入，縮短開發(fā)周期，助力產品快速上市。

移遠通信擁有專業(yè)的天線團隊，天線服務貫穿咨詢與評估、設計、測試和認證、生產制造等各個環(huán)節(jié)，可以提供一站式服務。

除了設計能力賦能之外，移遠通信天線服務還充分考慮了質量方面的保障，以及延伸服務能力的加強。

為了保證天線產品的質量，移遠通信具備完善且嚴格的質量流程，可以提供完善的測試系統(tǒng)和設備。移遠還可以提供射頻設計審查和整機EMC/Desense排查測試，幫助客戶解決最常見的難點、痛點，大幅減少開發(fā)工作量。

移遠通信5G終端天線測試設備

延伸服務能力方面，移遠通信的服務網點遍布全球各地，可以提供本地化技術支持服務，更快響應客戶需求，為客戶終端快速搶占市場全方位“護航”。

移遠還可以綜合評估運營商要求，進行預認證測試、OTA優(yōu)化，為客戶節(jié)約各項成本，加速終端上市，搶占5G市場先機。

▉ 結語

隨著5G網絡建設的提速，我們整個社會正在加速走向數字化、智能化。

以5G終端為代表的海量物聯網節(jié)點，正在遍布地球的每一個角落，它們是數字化網絡的神經末梢，也是構建精彩數智世界的基石。

我相信，在不久后的將來，在完善的設計服務加持下，還會有更多優(yōu)秀的5G終端產品甚至爆款產品出現，顛覆我們的認知，徹底改變現有的工作和生活方式。

未來已來，讓我們拭目以待！

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