双天线增强手机信号

前段时间，关于iPhone4天线的轰动新闻使消费者意识到，当设计师们试图设计时尚、完美的小电器，又想得到良好的信号时，将会面临一些因素的制约。莱斯大学（RiceUniversity）的研究人员提出了一种设计，可以使对信号的担忧成为过去，并能够延长电池寿命。该设计采用两根天线，每根重点作用于不同的方向。

无线电路：这种无线发射器已连接至3根定向天线，一种显示将无线电信号指向手机发射塔，从而节省手机能量使用的装置。

你目前使用的手机天线接收来自各个方向的信号。“只有一小部分能量实际到达了基站”，钟林说，他的研究小组致力于使计算设备更有效率。这不仅浪费了手机的电池寿命，他说，而且引发了与其他用户之间不必要的干扰。

天线在一个较窄的频带内发播能量会更有效。手机通信塔正是采用了这种策略，使用几个指向不同方向的天线，以更好地为用户服务。钟林的研究小组已经开发了一个天线系统的样机，使手机本身具有这种功能，可以节约能量并延长电池寿命。

研究人员们将一个小型WiFi发射器连接到3根面对不同方向的、低价定向天线，和一根标准的全方位天线上。在任何时间，四支天线中只有一支在工作，定向天线用来发送数据到基站，全方位天线用来接收信号。

整个系统安装在一个旋转的机动平台上，以测试其最重要的特性：当设备旋转而改变方向时，能够保持连接（通过在每个对准基站的天线之间不断切换）。定向天线通过监测从基站接收的数据包的质量，来决定下一个数据包应该由哪根天线发出。

即使每秒旋转一圈的速度下，该样机都可以几乎零干扰地接受视频流。这表明，该方法将在实际情况下很好地工作，钟林说。他收集了来自11台智能手机的加速计和罗盘的、一周的数据，这些手机都是由真人实际使用的，他发现，这些手机在连通状态下，很少在一秒之内旋转超过三分之一圈。

目前，样机使用的是WiFi频率，因为现成的WiFi定向天线很容易搞到。但是，该结果适用于任何频率，钟林说。他的小组正在测试一个连接了多个天线的、运行Android操作系统的NexusOne手机，同时也在进行计算机模拟测试。到目前为止，结果是支持WiFi版本测试的，他说。

所有的结果表明，在手机上使用两根天线将会得到明显的节省，钟林说。“一根在背面，一根在正面，你可以在移动网络边际获得两倍于常规天线的信号强度，并在网络中心节省一半的能量。”

新罕布什尔州AntennaSys公司（设计从手机到医疗设备等很多用途的天线）的总裁斯潘塞?韦伯（SpencerWebb）同意，在正反两面安装两个单独的天线可以帮助手机在各种情况下工作。“一个例子是，当您将手机（无论哪面）放在一个表面上，它都可以切换到朝上的那根天线，以避免干扰，”韦伯说。

多重天线也使人们有可能避免用户因手持姿势而影响信号的问题，这个问题在苹果iPhone4发布时引起了渲染大波而为人所熟悉，韦伯说。“比如，如果你拥有双天线，并明智地使用它们，你也许可以防止这种问题，当你改变握姿时，天线可以自动切换，”他说。

然而，苹果iPhone被称为“天线门”的事件中另一个原因是：对智能手机空间和设计上的限制，韦伯补充道。像摩托罗拉DroidX和宏达电Evo那样的手机流行，显示出较大款式的智能手机正越来越受到设计师们的欢迎，韦伯说。“但是，他们有留出更大的天线空间吗？没有。”

天线工程师们常常在与电池或其他组件争夺空间时，败下阵来，韦伯说。提供更大空间节省的紧凑组件设计将会使制造商为额外天线留出空间。当必要的芯片成本和大小都下降时，或者当手机运营商走向下一代移动网络，如LTE和4G技术，而采用更小的天线时，这将成为可能，钟林说，尽管这个策略可能会在其他类型的设备上得到更快的应用。“例如，笔记本电脑中，有像屏幕的背面这样更多的可用空间，”韦伯说