没有手机讯号，一天都活不到。（双押！）
上周《啥是佩奇》满世界刷屏的时候，猫哥也跟着被感动了一把，尤其是爷爷做的那个硬核佩奇特别合哥的胃口。等回过头想想这个温馨故事，诶？这不就是“一个手机天线造成的闹剧”么？
《啥是佩奇》主人公李玉宝在片头用的是个老式翻盖机，天线接触十分不良，电话打一半还掉地里玩了把失踪。这手机用的是 GSM 网络（短片里面李玉宝是个移动使用者，所以不是 CDMA ），也就是我们说的 2G 网络。
我们仔细回想一下当年的老款 2G 手机，都有个天线露在外面。但是不知从何时开始，咱们的手机天线跟猿人的尾巴一样进化没了，现在的智能手机天线在哪儿？这个事儿挺有意思，今天老猫跟你说道说道。
外接天线的往事
我们说的手机讯号就是各种频段的电磁波，而天线就是手机的电磁波传送和接收装置。对无线电有些熟悉的朋友知道这么一个事：天线的长度一般是所收发的无线电讯号的 λ（波长）1/2或者1/4，这样能够达到很好的谐振效果。2G 讯号的频率范围在0.8 - 1.8 GHz，所以对应的1/4 λ 也就是天线长度大约为5 - 7.5cm。
手机厂商在设计 2G 手机的时候，觉得5cm还是有些长了，不仅丑还影响便携性。那时候因为手机功能有限，内部也就那么些固定模组，各家都使劲把手机往小了做。手机厂商们一机灵，那就做成螺旋弹簧状不就短了？（当然外部还是塑料封装成一个圆润的外形）天线长度也满足了，放在外面也不那么突兀碍事儿，多好！！！
其实那个年代手机内部有足够的空间来容纳一根天线，但为什么手机厂商都选择把天线放外面呢？这是因为当年移动网络覆盖率和讯号质量没有那么高，手机天线又是一种无定向的鞭状天线，暴露在外部才能够更好的接收周围的讯号，也能够远离手机内部其他元器件的电磁干扰。于是那么多年手机天线就一直在外边露著，反正大家都这么干，丑也不只丑我一个，尽可能做的缩小点已经算是对顾客审美的一种照顾了。。。
直到通讯运营商的基站越建越多，基站装置也越来越先进，再也不会出现找不着讯号的情况了，手机厂商们这才放心大胆的把天线收进了手机肚子里面，顺道还刺激了一波销售：“快瞧，我新出的手机没天线了，多漂亮啊，快来买买买！”
于是我们可以得出一个结论：手机外接天线的消失，尽管是出于审美考虑，但它标志着移动讯号质量的大幅度提升，也标志着运营商基础服务能力的一次飞跃！
全面屏和 5G 时代的挑战
手机天线自从内建化设计之后就没再变过么？必须不是，说出来你可能都不信：直到今天它还在让手机厂商们头疼！
前面提到过 2G 网络的天线长度是5 - 7.5cm，但现在已经全 4G 时代，马上就要 5G 了，也需要那么长么？猫哥找了一张表，大家先看看。
原来移动网络不断升级换代，天线长度竟然变短了嘿！即将到来的 5G 网络，高频区讯号居然仅需要2.5mm的天线就够了，那手机厂商还有啥可头疼的，随便找个角落塞下去不就完事了么？
呵呵，要真是这么简单，乔布斯在世的时候也不会吃 iPhone4 “天线门”这样的大亏了！而iPhone6 也不会有那么丑的“白带”。。。
纵观移动电话外形的发展，我们发现除了天线“消失”了，屏幕尺寸也越来越大。来看看屏幕的平均资料：智能手机的平均屏幕尺寸从3英寸扩大到4英寸足足花了5年时间，但从4英寸到的5英寸只花了两年时间，5英寸到6英寸就更快了，一眨眼的功夫，遍地都是6英寸以上的超大屏手机。
屏幕变大对手机天线的影响是十分恐怖的，因为天线不能离屏幕太近。为了保证内建天线接收讯号不被干扰，它需要与其他的电子器件保持一定的距离，而且不能有金属在外部造成电磁遮蔽，它需要有足够的“净空区”！
既然天线不能太靠近手机屏幕，屏幕尺寸变大（同时手机也在不断变薄），就意味着天线在手机内部的可摆放空间越来越小。同时因为 WiFi、蓝牙、GPS、NFC、无线充电功能的加入，手机内部天线的数量也在急剧的上升。家里的房子越来越小，兄弟姐妹却越来越多，这事儿要是落到你头上，你敢说你不发愁？
日子过的结结巴巴，好歹也能活下去，因为屏幕再怎么大，还剩下“额头”和“下巴”可以做文章！既然天线没办法远离屏幕，讯号受到影响就成了必然会发生的情况。这时候手机厂商又灵光一现，在手机顶部和底部设定一主一从两个天线，当主天线讯号损失严重时就切换到从天线（有些厂商还可以做到根据演算法自动优选主、从天线）。这个方法其实并不能确保万无一失，但也极大的保证了工作稳定性。
苹果从 iPhone4 开始尝试将手机的金属中框的一部分当作天线来使用，但是人手握持手机时对讯号的影响贼大，个别情况下还会出现“死亡之握”，讯号可能彻底衰减到无法通讯。这个设计在 iPhone6 时被升级为经典的“三段式”天线，也就是我们常说的“白带”背板了。其实手机的金属中框仍然作为天线的一部分，但背板并不是由整块的金属制成，奈米填充塑料将背板分割为三块区域，给讯号溢位留下了生命通道。这个设计在当时因为效果 very 牛逼，尽管看上去破坏手机整体美感，仍然受到各个厂商的争相模仿。（当然也有人是出于对苹果的设计盲目跟风。。。）
总之，大屏手机的天线设计难题可算是告一段落了！
可那句话怎么说的，屋漏偏逢连阴雨，没过多久全面屏时代就来了！“额头”和“下巴”也快被屏幕占没了，天线往哪儿放？
到了这个阶段，想要给手机天线腾出足够的净空区是不可能的了，那就只有一种选择：再次缩小天线体积，并且让手机天线所需要的净空区变小，以适应手机内部“微不足道”的空间。苹果在 iPhoneX 上率先使用了 LCP（Liquid Crystal Polyester，液晶聚合物）材料来制作柔性电路板，将柔性电路板的厚度减小了65%，并且合理的将天线辐射体在手机内部进行多次弯折。将手机内部零散的可利用空间“化零为整”。
三星等公司舍弃了常用的柔性电路板，改用 LDS（Laser Direct Structuring，镭射直接成型）技术在塑料元件上镭射雕刻出形状然后再电镀上薄薄的一层金属。这种方法让天线可以“寄生”在其他塑料元件上，不再需要单独的放置空间。所以说从天线设计这块就能看出，我们用着全面屏手机是爽到了，手机厂商们却是每设计一款新机都要经历一次煎熬。
2019年 5G 即将全面开启，5G 讯号除了具有天线更短的优点，还对天线提出了其他更高的要求。5G 低频讯号的频率与 4G 讯号十分接近，所以天线长度的区别不会特别明显，但为了达到5G所要求的资料传输速率，就必须在天线数量上做文章——使用 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）多天线技术。例如4×4 MIMO，就是发射端4根天线，接收端4根天线。
再看 5G 高频，因为讯号波长进入了毫米级别，电磁波的绕射能力变差，讯号在空气中传播时衰减得十分厉害。而针对这种衰减，采取的应对方式是天线阵列技术（Massive MIMO）。所以不久之后在说到天线的时候，可能就不会再使用“根”这个量词了，应该说“阵”。呵呵，本猫衷心的希望中国古老的阵法可以在新时代背景下复活。。。
所以 5G 给手机设计带来的负担就是多到令人发指的天线数量，到时候一堆手机天线怎么排兵布阵，就看各位设计师的设计实力和想象力了哈~
随着技术的创新，还有巨大的商业利益驱动下，猫哥相信一定会有像当年 iPhone 一样的产品来颠覆我们的想象，咱们等著瞧吧！
