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(jīng)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(wǎng)絡，必須依靠終端。
進入21世紀以來，隨著物聯(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)）
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(lián)網(wǎng)之后，都變成了終端設備，統(tǒng)稱為物聯(lián)網(wǎng)終端。
物聯(lián)網(wǎng)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(lián)”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(lián)網(wǎng)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(lián)網(wǎng)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(xiàn)海量視頻數(shù)據(jù)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(chǎn)效率。
還有大家關注的無人駕駛和遠程駕駛場景，車聯(lián)網(wǎng)與5G相結合，借助5G低時延高可靠性網(wǎng)絡，可以更好地實現(xiàn)車路協(xié)同，提升安全系數(shù)。
5G無人機
5G強大的網(wǎng)絡通信能力，為行業(yè)應用場景的完美實現(xiàn)，奠定了堅實的基礎。然而，它也給終端產(chǎn)品設計帶來了巨大的挑戰(zhàn)。
尤其是終端產(chǎn)品的信號收發(fā)能力，如果無法滿足要求，那么即使網(wǎng)絡再好，也是“有網(wǎng)無端”，難以發(fā)揮5G的真正價值。
那么，影響物聯(lián)網(wǎng)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(jīng)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(shù)據(jù)吞吐能力。為了實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)置天線體積小巧，集成在物聯(lián)網(wǎng)設備內(nèi)部。
現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)終端，一般都要求體積小巧，且內(nèi)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(nèi)置天線方案。
在本已狹小的設備內(nèi)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(xiàn)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(wǎng)絡的支持，要求天線必須具備很好的調(diào)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(lián)網(wǎng)終端的命門。如果天線設計未經(jīng)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(chǎn)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(chǎn)品定型后發(fā)現(xiàn)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(jīng)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
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(xié)同，發(fā)揮最佳性能。
例如5G天線的調(diào)諧能力，在整合設計的前提下，表現(xiàn)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(chǎn)品，搶占市場。
5G模組+天線集成化設計方案
“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(jīng)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(xiàn)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(chǎn)品快速上市。
結語
隨著5G網(wǎng)絡建設的提速，我們整個社會正在加速走向數(shù)字化、智能化。
以5G終端為代表的海量物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點，正在遍布地球的每一個角落，它們是數(shù)字化網(wǎng)絡的神經(jīng)末梢，也是構建精彩數(shù)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(chǎn)品甚至爆款產(chǎn)品出現(xiàn)，顛覆我們的認知，徹底改變現(xiàn)有的工作和生活方式。
未來已來，讓我們拭目以待！
