仔細留意一下你手機的邊框四周,有沒有發現多個顏色不同的小斷點?
如果有,那麼基本可以確定你的手機邊框是金屬的,如果沒有,要麼你的手機邊框是塑膠的,要麼是更貴的陶瓷材質。
為什麼金屬邊框(中框)的手機會有,且不只有一個斷點?
還記得多年前 iPhone 4 的「天線門」嗎?
▲ iPhone 4
2010 年 6 月 24 日 iPhone 4 正式上市不久,就有消費者發現,手緊握機身時,iPhone 4 的訊號會有明顯衰減,嚴重的甚至能導致無法正常通話,且這並非個別現象,屬 iPhone 4 機身和內部設計上的一個缺陷,解決方式似乎只有避免「死亡之握」,除 30 天內退貨外,蘋果官方只能為每一位使用者贈送一枚手機殼,以避免死亡之握。
三明治結構的 iPhone 4 是 iPhone 歷史上第一款使用金屬中框的機型(初代 iPhone 只是金屬背蓋,無單獨中框),它當然也有斷點,可以明顯地感知到整個中框是被「切割」過的 —— iPhone 4 一共三處斷點,整個金屬框被分為三個部分。
▲ iPhone 4 金屬中框天線分佈
金屬中框除了起手機結構的加固外,其實還充當手機訊號天線的功能,手機的射頻訊號就靠它來發送和接收,而斷點的作用,其實是為了將一個金屬中框分割成為多個部分,實現多個天線的放置(iPhone 4 金屬框雖然有三段,但當中只有兩組天線)—— 如今金屬邊框手機的斷點也同理,雖然沒有 iPhone 4 時代那麼明顯的斷層,但與金屬框質感和觸感不同的斷點其實就是塑膠填充物(注塑條),也是用來分隔出多組天線的。
▲ iPhone 4
再回到 iPhone 4 的「天線門」,它的本質其實是設計上的缺陷:除了內部的設計,它這套中框在遇到「死亡之握」時,人體會作為一個導體,將原本分隔的天線給接通了,使得主天線的「電長度」被大幅延長,導致天線諧振嚴重偏移,甚至形成了遮蔽電磁訊號的「法拉第籠」最終導致訊號嚴重衰減 —— 而手機殼能解決這問題,是因為它能直接阻擋人體這一導體接通這兩組天線。
後來的 iPhone 4S 改進了天線結構和佈局,一定程度上解決了上一代產品的天線問題,而它將中框的斷點增加到了 4 個。
時至今日,我們手機上的斷點並沒有減少,反而越來越多,手邊的 iPhone 12、13 系列都是 6 個,Android 旗艦甚至達到 7、8 個 —— 如今的手機為什麼需要那麼多斷點(天線)呢?
其實道理也很簡單,一是理論上天線越多,訊號就越強,二是因為如今一臺手機的支援無線網路也越來越多,除了 2G、3G、4G、5G 等移動通訊網路的多個頻段外,還有藍芽、多頻 Wi-Fi、多種衛星定位等通訊需要多個不同的天線設計,於是現在大多數手機廠商們把金屬中框分割成了多個部分,滿足不同尺寸的天線放置(當然並不是所有的天線都放在金屬中框上的,還需要考慮天線淨空等問題)。
上面提到的,都是金屬中框的天線問題,那一些塑膠邊框的低端機,以及少部分高階機才會用到的陶瓷材質的天線又在哪呢?
▲ 仿金屬拋光的塑膠邊框
▲ 採用陶瓷材質機身的手機
無線射頻訊號無法穿過金屬材質,但可以直接穿過塑膠和陶瓷材質,所以這些機型一般會將多組天線放在外殼之下,例如塑膠邊框的手機一般採用 FPC、LDS 天線,其佈置方式也相對較為靈活,FPC 就像是機身內部的多個零件單體,缺點是擠佔機身空間,LDS 會將金屬天線融入到塑膠支架上,但成本相對高些;而近期的某陶瓷旗艦,還在陶瓷外殼以及螢幕之間搭了一層超薄的金屬層作天線,機身內一共放入了 19 根天線。
無論是帶斷點的金屬邊框,還是注重成本控制的塑膠邊框,抑或是為了手感的陶瓷機身,前面提到幾個問題的答案所考量的物件,都是訊號。
手機的天線設計是個有意思的話題,以上只是藉著金屬中框的斷點,草草地為大家展開聊聊,當然市面上手機的天線設計還不止上面說到的幾種;關於天線的演進、型別等概念仍有不少值得深入研究的,未來有機會再跟大家詳細聊聊。