全金属机身手机天线设计

今天，金属材质不再像特殊高端行业里的专门定制，它以更“平易近人”(低成本)的姿态被用在大众电子消费品中。如：苹果将金属材质用做手机的机身后，这种高贵的特殊材质开始被同行企业相继跟进并得到大范围的普及。

由于金属在手机移动通信里面会屏蔽信号的传输频率令其短路，所以这种材质存在很多不确定的风险，它除了会影响手机通信信号，还决定了手机外观的设计变化。这就是为什么采用金属材质的手机外观很难有实质性的变化，大家看上去都雷同。

从2007年真正意义上的智能手机iPhone诞生开始到今天，有两个阶段的天线解决方案促使金属材质的兴起：

第一，2010年iPhone 4用金属边框塑料缝隙分隔出不同天线，解决信号接收。

第二，2012年iPhone 5在机身背面上下开槽出两个大面积的金属天线净空区域，实现用一整块金属做手机机身。

这两种天线设计方案，运用在金属材质中目前还存在非常直观的缺点——不美观。在天线技术限制下，怎么做才能既不影响美观又保证天线性能，这是设计金属手机面临的瓶颈。

全金属机身

从原材料和加工后的效果看，金属材质本身被发挥出来的优越性是其他非金属类材质不具备的，从一整块毛胚起始到被切割出功能雏形再染色后封装截止，金属从一块原始的废铁被精雕细琢成一个没有瑕疵的六面立方体。然后，再经过设计和计算，表面和角度的张力会通过自然的光射，显现出设计者和被精加工后的物体(金属)之间的力量。

这个力量就是我们通常为这个被设计过的物体(和设计它的人)所折服后的感叹，如：iPhone 4的中框如果不是金属(不锈钢)而是用塑料类，会不会削去原有的材质光芒?但有一点可以确定，从iPhone 4开始金属作为手机边框是可以通过将边框作为天线分布在四周的，随之引来的问题就是需要将不同的天线频率用缝隙(塑料白带)隔断分开传递。

随着信号接收的速度提升，对天线的性能要求也随之提高，采用材质跟设计也发生变化。iPhone 5是在iPhone 4的基础上用了更大胆的设计，它的整个机身直接从一块金属(铝合金)中加工出来，对天线的要求跟中框比较就已经不在一个高度上了。当天线被包围在一整块封闭的金属里面时，顺利的覆盖所有信号频段就成了最大的设计难题。这就是iPhone 5第一次尝试把背壳上下两端开槽出两片大面积的天线净空区，用作实现各个频段传递的原因。

这就造成了iPhone 5的后置摄像头不能在圆角的中心点位置上，上下左右的等距偏离。iPhone 5是一次极高的材质设计表现，后续引来了其他无数手机模仿其设计形态。但在同类的竞品里面，能达到跟iPhone 5同等天线处理的方式就要数后来的魅族MX 5了。

由于MX 5是魅族的主力机型系列，所以相对于其他手机在机身背面加工和天线处理上更精心。虽然MX 5的机身加工是拿了iPhone 5作为参照物来做，但它跟iPhone 5不同的地方在于MX 5对天线做了一个巧妙的隐藏。它的上下天线净空区域表面没有像iPhone 5把开槽天线的面积延伸到侧面端对端，而只是在背面开槽出了一小片面积，然后在后期反复喷涂，使塑胶天线区在全金属机身上没有加工拼接的痕迹。

由于开槽天线预留的PPS塑胶区表面被喷漆的次数没有控制适中，造成这部分水平面高出中间部分(后面的PRO 5解决了这个问题)，但天线的处理效果非常出色，让你看不出开槽的天线塑胶区“暴露”在表面。

到了iPhone 6时期，苹果改用了注塑的工艺减少开槽天线的面积，机身的一体成型完整性比iPhone 5时期更高。但需要支持的频段增多，上下两端被划分成四段天线保证所有频段顺利接收，这就致使美观程度大大降低。今年，魅族PRO 6跟进了iPhone 6采用背面注塑天线，不同的是PRO 6用曲线走向弯曲度来测试出哪种曲线能保证天线性能又能保证美观的排布。

无断点全金属边框

CN201420551405的一份专利文件显示，在2014年国内有一家公司已经有人成功研究出在3G环境下一种闭环的无缝隙金属边框。后来锤子在此专利的基础上重新注册了一项新专利并改进了原天线的覆盖能力，实现了4G的高频。锤子改进的这项天线专利研究出了另外3种不同的最佳天线解决方案，通过这项专利使得T2能够实现全网通。

阅读CN201420551405这份专利可以了解到，把金属边框作为天线的传递在PCB板上面分别有3个天线槽设在左右两侧和上面，其中两组天线槽形成槽型辐射回路，组成天线走线低频率第一次模实现824—960MHz频段，第二次模用于生产第一高频1710—1990MHz 3G信号，由于本身天线接收的频段范围受限制不能实现更高的2300MHz以上的高频段4G。所以Smartisan T2能做出全金属无断点边框并覆盖所有网络频段，就来源这3种天线专利。

以金属边框为天线，用不同天线划分出7个区域接收各个频段性能。根据控制电路选择不同天线，通过第一开关电路S1、第一控制T1不同工作状态，实现第一、二、三天线对全频段699—2690MHz覆盖;通过第二开关电路S2、第三开关电路S3不同工作状态，实现B12、1800MHz、1900MHz、B38、B40、B41频段支持;通过控制第三控制T2和第三开关电路S3，实现GPS、Wi-Fi、Bluetooth协议所需频段覆盖，从而使主天线覆盖移动通信设备所需的全频段。第四、六天线作为辅助天线对对第一、二、三进行补充，使主天线性能更稳定。