上周，華為正式宣布將在11月17日的新品發(fā)布會上帶來華為首款專業(yè)跑表――華為WATCHGTRunner。新品將搭載HarmonyOS，是首款采用懸浮式天線設(shè)計的專業(yè)運動跑表，GPS天線性能較傳統(tǒng)設(shè)計提升135%，可實現(xiàn)跑道級精準(zhǔn)定位。
華為消費者業(yè)務(wù)COO何剛表示，這是華為迄今定位最準(zhǔn)的手表，它不僅解決了定位精準(zhǔn)與輕薄不可兼得的痛點，還支持雙頻五星精準(zhǔn)定位，帶來更快的搜星速度、更穩(wěn)定的定位信號，實現(xiàn)馬拉松跑道級精準(zhǔn)定位。
值得注意的是，除了定位準(zhǔn)，華為WatchGTRunner還將為跑者提供配速、跑力指數(shù)、心率、距離等各項專業(yè)數(shù)據(jù)。
據(jù)了解，華為正在申請該技術(shù)的專利。此外，還有消息透露華為WATCHGT3和華為二合一筆記本MatebookE也將會在本次發(fā)布會亮相。
為什么華為這次要用到懸浮式天線，而非貼片天線呢？
我們先來了解一下貼片天線和懸浮式天線各自的優(yōu)勢都有什么，順便介紹一下饋送方法和帶寬增加的方法。
貼片天線
微帶貼片天線是一種用于半球形覆蓋的窄帶微波傳輸鏈路流行的印刷諧振天線。由于其平面配置以及易于與微帶技術(shù)集成，微帶貼片天線已經(jīng)被大量研究，并且常被用于陣列元件。
常見的微帶天線的形狀是正方形、長方形、圓形、環(huán)形、等邊三角形和橢圓形，任何連續(xù)形狀都可以。(下圖為舉例說明)
如上圖所示，它展示了圓形和矩形貼片天線的結(jié)構(gòu)。一些貼片天線使用電介質(zhì)隔離層避開電介質(zhì)基片，在空氣中懸掛金屬貼片，所得的結(jié)構(gòu)是不太穩(wěn)固的，但能提供較好的帶寬。
優(yōu)點是拋光機與微波技術(shù)的融合容易與電路元件極化分集(可以很容易被設(shè)計成垂直、水平右旋圓，或整合左旋圓)。帶寬加寬技術(shù)可以處理低射頻功率大歐姆損耗，這種技術(shù)最常見的是微帶天線的矩形貼片。
矩形貼片天線部分大約是矩形微帶傳輸線的二分之一波長。當(dāng)天線的基板是空的，矩形微帶天線的長度大約是自由空間波長的一半。如果天線裝載一個電介質(zhì)作為它的基體，天線的長度隨著低級相對介電常數(shù)的增加而降低。由于電邊緣場的擴展，而天線的諧振長度稍短，從而天線的電長度略微增加。微帶天線電介質(zhì)的裝入同時影響它的輻射圖案和阻抗帶寬。當(dāng)基板的介電常數(shù)增加時，天線的帶寬減小。這增加了天線的Q因子，因此降低了阻抗帶寬。
饋送方法：同軸探頭饋送、微帶傳輸線、嵌入式微帶線、孔徑耦合饋電、鄰近耦合微帶線饋送(饋送和貼片之間沒有直接接觸)。
帶寬增加：以下方法可供參考：采用厚的低介電常數(shù)基板、在貼片的同一層上緊密排列寄生貼片(15%BW)、使用層疊寄生貼片(多層，BW達到20%)、在補丁上引入一個U形槽(30%BW)、孔徑耦合(背瓣高輻射，10%BW)、孔徑耦合堆疊貼片(40%~50%BW)、L型探針耦合。
懸浮式天線（SPAs）
是一個薄金屬導(dǎo)體粘貼到接地電介質(zhì)基地的天線。
通常，懸浮板天線的厚度范圍從0.03λl~0.12λl(λL是良好匹配的阻抗帶寬的最低頻率波長)，大約為1的低相對介電常數(shù)。懸浮板天線具有帶寬阻抗和獨特的輻射性能。使用厚的介電基板是一種簡單有效的方法，通過減少其無裝載Q因子，以增加微帶貼片天線的阻抗帶寬。隨著阻抗帶寬的增加，表面波的損失也增加，從而降低輻射效率。(下圖為舉例說明)
其優(yōu)缺點也很明顯，優(yōu)點是易于制作、價格不昂貴、帶寬大、無表面波，缺點是相對于傳統(tǒng)的微帶天線，這類天線交叉極化高。
饋送方法：同軸探針(選配不便，BW只有8%)。
帶寬增加：帶寬可以使用這些技術(shù)加以改進、有饋電探針與容性負載構(gòu)成的雙探針饋電裝置;長U形槽，從懸浮板對稱切割(BW10%~40%);L形探針(BW達到36%);T形探針(BW達到36%);半波長饋電條;對稱短路pin的中心饋電懸浮板天線;層疊懸浮板天線等。
至于華為在其專業(yè)跑表上采用懸浮式天線設(shè)計的理由，是因為隨著全球移動設(shè)備數(shù)量呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，無線網(wǎng)絡(luò)不得不面臨日益擁擠的局面。而5G網(wǎng)絡(luò)的來臨，將會讓這種局面變得更加嚴峻。任何能夠提升信號強度的方法都會導(dǎo)致設(shè)備聯(lián)網(wǎng)速度大幅提升，尤其是當(dāng)我們使用高頻率的頻段時，信號往往更容易受到干擾。
而為了解決上述問題，在國外有研究人員發(fā)明了“懸浮式”天線。也就是開發(fā)了一種毫米波陣列，幾乎可以完全與移動設(shè)備的主板分離，而這就能避免傳統(tǒng)天線設(shè)計中容易被主板削弱信號強度的問題。
在得知這項技術(shù)時，它還處于早期的研發(fā)階段，距離正式發(fā)布或商用還需要一定的時間。
不過華為的鴻蒙手表已經(jīng)采用了該技術(shù)，并正在申請專利，這對下一代5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說具有重要的意義。尤其是在我國移動設(shè)備數(shù)量龐大的城市中，更強的信號接收能力可以克服設(shè)備數(shù)量擁擠而帶來的負面影響，同時還可以幫助更多的家庭使用上千兆網(wǎng)絡(luò)。它可以通過無線的方式取代傳統(tǒng)的光纖接入，從而節(jié)省大量安裝鋪設(shè)光纖所需要的成本。
那么，這款專業(yè)跑表究竟能否解決定位精準(zhǔn)與輕薄不可兼得的痛點，愛好跑步的朋友不妨期待一下11月17日華為全場景智慧生活新品發(fā)布會，也許會揭曉更多的細節(jié)。
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