雙天線增強(qiáng)手機(jī)信號(hào)

標(biāo)簽：智能手機(jī) 無(wú)線發(fā)射器

萊斯大學(xué)(Rice University)的研究人員提出了一種設(shè)計(jì)，可以使對(duì)信號(hào)的擔(dān)憂成為過(guò)去，并能夠延長(zhǎng)電池壽命。該設(shè)計(jì)采用兩根天線，每根重點(diǎn)作用于不同的方向。

無(wú)線電路：這種無(wú)線發(fā)射器已連接至3根定向天線，一種顯示將無(wú)線電信號(hào)指向手機(jī)發(fā)射塔，從而節(jié)省手機(jī)能量使用的裝置。

你目前使用的手機(jī)天線接收來(lái)自各個(gè)方向的信號(hào)。“只有一小部分能量實(shí)際到達(dá)了基站”，鐘林說(shuō)，他的研究小組致力于使計(jì)算設(shè)備更有效率。這不僅浪費(fèi)了手機(jī)的電池壽命，他說(shuō)，而且引發(fā)了與其他用戶之間不必要的干擾。

天線在一個(gè)較窄的頻帶內(nèi)發(fā)播能量會(huì)更有效。手機(jī)通信塔正是采用了這種策略，使用幾個(gè)指向不同方向的天線，以更好地為用戶服務(wù)。鐘林的研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一個(gè)天線系統(tǒng)的樣機(jī)，使手機(jī)本身具有這種功能，可以節(jié)約能量并延長(zhǎng)電池壽命。

研究人員們將一個(gè)小型WiFi發(fā)射器連接到3根面對(duì)不同方向的、低價(jià)定向天線，和一根標(biāo)準(zhǔn)的全方位天線上。在任何時(shí)間，四支天線中只有一支在工作，定向天線用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)到基站，全方位天線用來(lái)接收信號(hào)。

整個(gè)系統(tǒng)安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的機(jī)動(dòng)平臺(tái)上，以測(cè)試其最重要的特性：當(dāng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)而改變方向時(shí)，能夠保持連接(通過(guò)在每個(gè)對(duì)準(zhǔn)基站的天線之間不斷切換)。定向天線通過(guò)監(jiān)測(cè)從基站接收的數(shù)據(jù)包的質(zhì)量，來(lái)決定下一個(gè)數(shù)據(jù)包應(yīng)該由哪根天線發(fā)出。

即使每秒旋轉(zhuǎn)一圈的速度下，該樣機(jī)都可以幾乎零干擾地接受視頻流。這表明，該方法將在實(shí)際情況下很好地工作，鐘林說(shuō)。他收集了來(lái)自11臺(tái)智能手機(jī)的加速計(jì)和羅盤(pán)的、一周的數(shù)據(jù)，這些手機(jī)都是由真人實(shí)際使用的，他發(fā)現(xiàn)，這些手機(jī)在連通狀態(tài)下，很少在一秒之內(nèi)旋轉(zhuǎn)超過(guò)三分之一圈。

目前，樣機(jī)使用的是WiFi頻率，因?yàn)楝F(xiàn)成的WiFi定向天線很容易搞到。但是，該結(jié)果適用于任何頻率，鐘林說(shuō)。他的小組正在測(cè)試一個(gè)連接了多個(gè)天線的、運(yùn)行Android操作系統(tǒng)的Nexus One手機(jī)，同時(shí)也在進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬測(cè)試。到目前為止，結(jié)果是支持WiFi版本測(cè)試的，他說(shuō)。

所有的結(jié)果表明，在手機(jī)上使用兩根天線將會(huì)得到明顯的節(jié)省，鐘林說(shuō)。“一根在背面，一根在正面，你可以在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)邊際獲得兩倍于常規(guī)天線的信號(hào)強(qiáng)度，并在網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)省一半的能量。”

新罕布什爾州AntennaSys公司(設(shè)計(jì)從手機(jī)到醫(yī)療設(shè)備等很多用途的天線)的總裁斯潘塞•韋伯(Spencer Webb)同意，在正反兩面安裝兩個(gè)單獨(dú)的天線可以幫助手機(jī)在各種情況下工作。“一個(gè)例子是，當(dāng)您將手機(jī)(無(wú)論哪面)放在一個(gè)表面上，它都可以切換到朝上的那根天線，以避免干擾，”韋伯說(shuō)。

多重天線也使人們有可能避免用戶因手持姿勢(shì)而影響信號(hào)的問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題在蘋(píng)果iPhone 4發(fā)布時(shí)引起了渲染大波而為人所熟悉，韋伯說(shuō)。“比如，如果你擁有雙天線，并明智地使用它們，你也許可以防止這種問(wèn)題，當(dāng)你改變握姿時(shí)，天線可以自動(dòng)切換，”他說(shuō)。

然而，蘋(píng)果iPhone被稱為“天線門(mén)”的事件中另一個(gè)原因是：對(duì)智能手機(jī)空間和設(shè)計(jì)上的限制，韋伯補(bǔ)充道。像摩托羅拉Droid X和宏達(dá)電Evo那樣的手機(jī)流行，顯示出較大款式的智能手機(jī)正越來(lái)越受到設(shè)計(jì)師們的歡迎，韋伯說(shuō)。“但是，他們有留出更大的天線空間嗎?沒(méi)有。”

天線工程師們常常在與電池或其他組件爭(zhēng)奪空間時(shí)，敗下陣來(lái)，韋伯說(shuō)。提供更大空間節(jié)省的緊湊組件設(shè)計(jì)將會(huì)使制造商為額外天線留出空間。當(dāng)必要的芯片成本和大小都下降時(shí)，或者當(dāng)手機(jī)運(yùn)營(yíng)商走向下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，如LTE和4G技術(shù)，而采用更小的天線時(shí)，這將成為可能，鐘林說(shuō)，盡管這個(gè)策略可能會(huì)在其他類型的設(shè)備上得到更快的應(yīng)用。“例如，筆記本電腦中，有像屏幕的背面這樣更多的可用空間，”韋伯說(shuō)。