手机信号太差？电池不堪重负？新型数据天线可能会解决这些问题

编者按：手机信号差，下载速度慢，电池短命是智能手机用户经常面临的一个严重问题。最近，赫尔辛基阿尔托大学研究人员提出了一个新的天线设计，可以大幅度优化智能手机性能，轻松解决手机信号差，电池易损耗等问题。本文作者 Eeva Haaramo。

近期，芬兰阿尔托大学无线电科学与工程系的科研人员研发了一种数字天线。这种数字天线有望提升智能手机的接收能力，加快数据传输速度并降低电池能耗。

当前的智能电话配有多个天线，每个天线都对应于一个或几个频率，用于特定的应用，例如蜂窝接收，GPS和蓝牙。新的数据天线将几个小天线元件组合在一起形成独立天线，并能通过数字控制在任何频率下运行。

“虽然目前手机上可能有大约七个天线，但如果使用这种新技术，我们或许可以将天线数量减少到两个，因为我们能够将它们按需配适到任何频率，”赫尔辛基阿尔托大学的无线电工程教授Ville Viikari告诉ZDNet。

Viikari将这种方法与吉他进行比较，吉他的一条开放弦可通过数字控制产生不同的音调。 若复合型天线可用于多个频率，手机就能减少边框，增大触摸屏而不牺牲手机性能。

Viikari说：“流行趋势是竟可能地增大触摸屏，但触摸屏不能完全占满手机顶部和底部的位置是因为这些是放置天线的地方。”当前天线在手机中占的空间不断减少，即使Wi-Fi、蓝牙和其他应用的使用需要更多的天线。

到目前为止，阿尔托研究人员说，天线技术可以允许获得宽的频率范围或者可以提高效率，但是两者不可能同时实现。

随着智能手机使用的频率范围不断增加，其辐射效率下降，导致传输距离缩短。但新的数字方法可以给天线更大的带宽，这就能实现下一代5G智能手机的目标：更好的辐射效率和100到1000倍更快的数据传输速度。

这种设计也有望延长电池寿命，但还没有进行估算具体数据。

坏消息是，我们仍然需要几年的时间将这些数字天线用于商业设备。 研究论文发表在IEEE天线和无线传播信件杂志上。论文只是基于模拟测试，并且虽然阿尔托科学家们已经进行了一些未发表的实际测试，但他们的工作还远远没有完成。

“我们可以说天线确实有效，但它需要一种不同类型的集成芯片来连接它，”Viikari解释道。特别是对于这种集成芯片的研究，以及这种天线执行无线电最佳方式的研究，因为当前的无线电芯片只能用于标准天线。

接下来，研究人员将与在芬兰设有研发中心的中国电信巨头华为合作，继续测试数字天线。 Viikari认为科研结果可以很快运用于商业之中。

“第五代 5G 设备估计将于2020年推出。如果现在有人进行重大投资，我相信假以时日，天线一定可以问世。但这是一个具有挑战性的计划，”Viikari总结道。