通信世界网消息（CWW）加速到来的5G，可预见地，将带起全球无线通信相关产业的新模式与新契机，及你我日常生活中的大转型与大变革。而5G的技术竞赛并不仅仅围绕在芯片厂商与运营商展开，而业界领军的相关智能手机企业目前也正积极进行探索、积累，与布局5G的先期性与概念性研究、开发，与验证，以期能在5G时代先行而致胜。
于11月16日，在北京举行的2017未来信息通信技术国际研讨会上，作为唯一受邀的手机公司硬件设计代表，vivo首席天线专家黄奂衢博士于手机业界首度公开发表了主题为《手机毫米波天线阵列设计概览》的演讲，黄博士的演讲描绘出vivo在5G愿景上清澈却又绚丽的辐射方向图，并在会后接受了《通信世界》记者的专访，针对手机天线的各世代的技术演进、手机毫米波天线阵列设计需留心的技术点、以及vivo在5G手机时代目前所做的积累与准备进行解答。
vivo首席天线专家 黄奂衢 博士 领跑首谈《手机毫米波天线阵列设计概览》
“毫米波天线阵列”是5G手机天线设计质的跳跃
从1G（第一代移动通信）到5G（第五代移动通信）下手机天线设计的演进，黄博士认为从1G乃至于5G的sub-6GHz（低于6 GHz）频段，天线设计的主要挑战基本上是来自于“量的增长”，然而，到了5G毫米波频段，手机天线设计从单天线且波束固定的天线设计，转变为天线阵列（多天线单元）的设计，同时还是可波束赋形（beamforming）的阵列设计，故黄博士认为，5G毫米波的天线阵列设计对手机天线设计的技术与艺术而言，着实可视为是“质的跳跃”。
“1G至3G世代，天线设计师对手机天线设计是主宰的角色，到4G LTE时代天线设计师是主导的角色，而到了5G毫米波时，天线设计师则转变为与软件工程师协作的角色，而这也是由另一视角与观点再次说明5G手机毫米波天线阵列设计本质上的转变。”黄博士分享道。
天线罩、散热亦为毫米波天线阵列设计需留意的技术点
于研讨会上黄博士首先讲解手机毫米波天线阵列目前空口性能的主要辐射指标，即EIRP(有效无向辐射功率)的最大与最小值，及最低的波束空间覆盖度，再分析现今手机毫米波天线阵列的主流概念与种类（如板上天线AoB、封装天线AiP，与模组天线AiM等）、毫米波天线阵列射频前端的电路架构框图、毫米波天线阵列板材（substrate）的选取、天线单元、辐射方向图、传播极化、与天线阵列（包含馈入网路，即feeding network）的设计，及毫米波天线阵列波束赋形的软件算法设计与运作等，深入而详尽地的剖析手机毫米波天线阵列的软硬件设计技术。而在会后专访中记者问及未来5G手机对毫米波天线阵列设计的其他技术点时，黄博士表示，如同会上演说结尾时所提点的，即除了对毫米波天线阵列本身的单体设计外，较常被忽视的是，尚需对毫米波天线阵列上方的覆盖结构进行材料的选取、厚度的优化，与间距的设计，尤其是对更高频的毫米波（因毫米波段有不同频率），亦即也需要对“天线罩（antenna radome）”进行相较以往移动通信世代更为细腻的处理与设计以达到更佳的系统辐射性能。另一项则是在进行天线阵列的电气性能设计之外，亦需同步考虑与进行散热的设计，即thermal design，以免毫米波RFIC因散热问题，造成性能劣化，而使整体辐射能力的下降，影响用户的无线体验。
vivo持续投入5G研发与布局
虽单一毫米波天线阵列若如前述地设计良好，可进行较优的波束赋性以达到较佳的空间覆盖，但若用户手握或金属大面积遮挡住此毫米波天线阵列，仍会造成毫米波无线性能明显劣化，故往往需要设置多个毫米波天线阵列，如多个AiM模组，以避免前述问题，但多个模块间的切换若是依赖传统无线通信的下行侦测，则耗时会较长，隐含着用户在由性能较差的毫米波天线阵列切换到较佳的毫米波天线阵列前，可能会漏失大量数据，而造成用户无线体验的显著下降，基于此，vivo团队提出以天线模块自身进行对环境侦测以决定是否进行毫米波天线阵列模组间切换，以缩短等待模组切换指示所需时间而致更好用户无限体验的新设计想法，并进行相关专利的布局。
vivo从手机天线相关设计乃至5G整体研发投入上投注了相当多资源，黄博士表示，个人带领vivo团队走访过以色列高通（Qualcomm）、日本村田（Murata），与台湾启碁（WNC）等目前全球毫米波芯片与天线阵列领先的企业，并进行深入的交流与合作，而在毫米波天线阵列的设计分析上，更令日本村田研发团队大感惊艳。
作为全球业界领先的智能与智慧手机厂商，vivo在全球有一亿多的手机活跃用户，且拥有完整而坚实的自研自产能力，相信凭借vivo对5G研发与人才的持续投入与布局，在5G时代，vivo仍会发挥其“敢于追求极致、持续创造惊喜”的企业精神为市场、为产业、为用户带来更多令人期待的惊喜！
