《5G移动通信技术》 课件 项目二任务二 5G手机技术

项目二任务二5G手机技术5G手机技术学习目标知识点1：能够说出SLP技术的基本思想及其优势。知识点2：能够描述手机天线技术简史与5G手机天线技术。移动通信的演进在可以预见的未来，4G手机将渐渐步入尾声，5G手机将成为主流。如今VR虽然还是刚刚兴起不久，甚至很多VR游戏显得十分稚嫩，但未来一切就会彻底改变，这要求使用创新性技术赋予手机新功能，未来手机将支持VR、3D投影通话、云存储等功能。5G手机牵涉到整个产业链的技术升级，它和以往手机的区别在什么地方，哪些技术又会在5G手机中起到关键作用，本次任务我们来浅谈一下5G手机背后的关键技术SLP和天线。“”本次任务从最贴合普通大众关注的问题入手，以手机基本架构开始，浅谈SLP技术在5G手机中的运用。该项技术使手机在增加新功能、新应用的情况下保持灵巧与轻便。最后简述手机天线发展史，介绍多天线技术提高数据传输速率与降低迟延基本原理。”知识储备:手机芯片是智能手机中的核心部件，负责处理和协调手机的各个部件，包括CPU、GPU、基带芯片、内存芯片等。当前市场上的手机芯片主要供应商包括高通、联发科、华为海思、苹果等。不同的手机芯片在性能、功耗、价格等方面都有不同的表现，选用合适的芯片对于手机制造商来说至关重要。关于芯片的知识太过高深，所以我们从其他方面对手机进行技术解读。为了方便大家理解，根据现在市场上的手机整体结构，我们做了一个抽象的示意图，如图2-2-1所示，当然，未来的手机将会做出创新性的调整。（1）SLP技术

为了实现相应的功能应用，拆开手机，你会发现现如今PCB板（印制电路板，又称印刷线路板，用于电子元器件电气连接的载体）上容纳的元件几乎已经堆到了极限，如图2-2-2所示。在此背景下，对PCB导体宽度、间距、微孔盘直径和孔中心距、导体层和绝缘层厚度的要求都在降低，而受传统制造工艺限制，无法满足上述要求。因此，堆叠层数更多、线宽和线间距更小、能够承载更多功能模块的SLP技术成为解决这一问题的必然选择。SLP技术是一种系统级封装（SysteminPackage）技术，用于封装电子系统，通过先进的焊接工艺，将多层堆叠的PCB板电路连接相通，从而将主板从“2D变成3D”，充分利用机身的空间，如华为Mate系列采用的多层主板技术。使用相同功能的PCB，SLP可以大大减少电路板的面积和厚度，厚度减少约30%，面积减少约50%，可以为电子产品开发新硬件或增加电池容量腾出更多空间。01（2）天线技术5G的到来也给手机天线带来了巨大的挑战，天线对手机起的作用，类似于人的眼、耳、喉。随着移动通信技术的持续发展，手机的“眼、耳、喉”也在不断变化，发展历程可大致分为外置天线、内置天线、金属边框、MIMO天线、毫米波天线。图2-2-3是使用各类天线技术的典型手机。1983年出现了第一部手持式的无线电话：摩托罗拉DynaTAC。其采用的天线结构就是外置天线的典型代表，采用单极子天线设计。外置天线由于设置在手机壳体之外，受壳体的体积限制较小，受手机内部电子器件的影响也较小，因此可以获得优异的无线通信性能，从而广泛应用于1G时代的手机。诺基亚设计的直板手机Nokia3210中采用的天线为典型的内置天线，即平面倒F天线（PIFA，PlanarInverted-FAntenna）。长久以来诺基亚手机能砸核桃的质量被人津津乐道，而诺基亚手机的天线设计也是业界标杆。诺基亚先设计天线再设计手机的理念影响了很多厂商。在很长一段时间内诺基亚擅长的PIFA天线都是手机内置天线的首选。PIFA天线的优点有很多：体积小，频带宽，增益高，SAR值很低。但其辐射平面到地面的剖面高度一般不能低于6mm。随着超薄手机的流行，PIFA天线不再适用于手机内置天线的设计。2010年6月苹果公司发布的iPhone4独具匠心地将手机天线和位于手机厚度方向中间的边框整合在一起，玻璃材质机身和银灰色金属边框天线的结合让iPhone4犹如艺术品一样优雅漂亮。iPhone4的金属边框被设计为两段，一部分负责WiFi、蓝牙和GPS频段的辐射，另一段实现UMTS/GSM手机网络的辐射。在iPhone4问世后全球各大主流手机生产商也纷纷推出了类似的金属边框天线的设计，当然手机天线需要根据实际情况作出特别的设计与调整。为了实现高速率、低迟延、大连接，5G手机天线需求数量增加，天线小型化成为趋势。5G中使用sub-6GHz频段的天线继续沿用并优化LTE网络中MIMO技术，如图2-2-4所示。华为Mate50系列的天线数量有21根天线。其中,2根属于GPS的，用于手机各种APP定位；4根属于WiFi的；1根用于NFC，是“近场通信”，用于手机刷公交卡、刷银行卡的通信功能；剩下的14根天线是5G天线，是各种5G频段与4G频段天线的组合。

任务实施步骤1：结合本次任务内容，阐述当前5G手机制造面临的挑战，同时畅想未来手机的样子。步骤2：请查阅相关资料，说一说如今市场上流行的手机内置的天线数量。

任务实施评价本次任务实施评价见表2-2-1。。任务自我评价团队评价教师评价20分50分30分团队协作

独立思考

纪律观念

完成时间

工作态度

学习主动性

任务完成质量

得分小结

得分合计

学习过程遇到哪些困难？

如何解决遇到的问题。

自己在完成任务中哪些方面有提高？

在完成任务中存在哪些不足？

教学活动自我评分小组评分共享（15分）

贡献（15分）

倾听（15分）

协作（15分）

问题解决（20分）

决策（15分）

其他（5分）

任务总结本次任务总结见表2-2-2。请列举出本次课你学习到哪些知识？

请谈谈本次课学习的内容可以应用哪些方面？

发挥你的想象力，本次课知识除了常规的应用，还能在哪些方面可以运用？

请你谈谈与本次内容相关或相近的5G时讯表2-2-2任务总结表

任务拓展LCP（LiquidCrystalPolymer）即液晶高分子聚合物，是80年代初期发展起来的一种新型高性能特种工程塑料，具有优异的电学特征：在高达110GHz的全部射频范围，其介电常数能保持相对恒定，且数值较低，一致性良好。损耗非常小，仅为2‰，即使在110GHz时也只会增加到4.5‰，因此它非常适合毫米波应用。热膨胀特性非常小，可以作为理想的高频封装材