解析中兴5G超级天线的秘密 信号强、辐射低

摘要:在近期德国联邦辐射防护局发布的一份榜单中,中兴Blade V10手机做到了信号强,却辐射最低。

什么样的汽车可以马力强,却最省油?什么样的PC可以性能强,功耗却最低?如此挑战物理极限的命题,却在现实世界中找到了答案。

在近期德国联邦辐射防护局发布的一份榜单中,中兴Blade V10手机做到了信号强,却辐射最低。在榜单中,中兴Blade V10手机位列SAR值最低榜单的手机榜首位,SAR值是反应手机辐射大小的关键指数。

辐射的另一头连接着健康和安全。购买一款“信号强、辐射低”的手机,几乎是全球数十亿手机用户共同的愿望,中兴Blade V10是如何超越全球所有主流手机品牌和旗舰级产品拿下这个第一的? 

辐射值仅国家标准的1/15

德国联邦辐射防护局定期统计和更新全球手机SAR值,其统计的手机品牌包括苹果、谷歌、华为、中兴、荣耀、三星、LG、诺基亚、一加、索尼、小米等全球所有主流手机品牌。

根据截至2019年12月的最新榜单,中兴Blade V10以每公斤仅0.13瓦的SAR值夺得最低辐射手机,排在第二的是三星Galaxy Note 8,其SAR值为0.17瓦,而在另一张相对应的榜单中,全球辐射最高主流品牌手机的SAR值高达1.75瓦,是中兴Blade V10 SAR值的13倍多。

SAR即“比吸收率”,其定义为“人体的一部分组织,平均一秒钟时间会吸收多少手机发出的电磁波能量”,单位是W/kg,是专门用于衡量手机等便携通信设备近场辐射对人体健康影响的的一个指标。SAR值作为全球通用的手机辐射标准已经超过20年历史,全球在售的每部手机说明书上都能找到该手机对应的SAR值,而这些数据则来自全球权威的标准测试机构。

根据我国标准,市售手机的SAR值不能超过2W/kg,这意味着中兴Blade V10辐射水平仅有国家标准的约1/15。 

“中兴是通信起家的!”

“如果说有的手机屏幕好,有的手机充电快,那么中兴的基因一定是通信,是手机最最根本和重要的性能。”对中兴手机天线研发团队来说,他们肩负着为自己证明、为企业证明的担子,因为“中兴是通信起家的”!

其实对中兴来说,中兴Blade V10甚至未必是中兴手机家族中信号最强、辐射最低的那个,高连接性能、超低辐射正成为所有中兴手机的特点。

中兴天机Axon 11 SE 5G是2020年中兴发布的最新款产品,中兴在手机射频性能方面的研发积累已经全部沉淀其中,业界独创的“5G超级天线”静静地藏在8.8mm、184g的纤薄机身中。

与传统手机天线不同,中兴天机Axon 11 SE 5G的“超级天线”采用航空级铝合金作为材料,据中兴手机天线研发团队负责人回忆,第一阶段时,手机的通信性能(OTA)完全达到业内第一梯队的水平,下载速率、弱信号下通话等指标均达到全球领先水平。

“当SAR测试结果出来时,SAR值超出预期,结果并不令人满意。那一瞬间,所有天线工程师的情绪瞬间跌入谷底。”射频团队负责人至今仍忘不掉那种挫败感,设计方案只得彻底推倒重来,所有硬件电路重新布局,且不说对通信性能的影响如何,项目是否能如期交付都成了大问题,更大的困难是,谁也不敢保证,在方案变更后依然能够满足上市预期,“这是任何人都担不起的责任!”

当时摆在团队面前的挑战是,采用传统降SAR传感器,这个方案最保险,但会损失手机的通信性能;而如果继续坚持创新,谁也没有必胜的把握,这意味更大的风险。

“手机通信性能和SAR值两个都要最高标准!必须在现有方案上找出问题的突破口,速战速决!”射频团队负责人说,研发团队硬着头皮给自己下了“死命令”,于是天线方案重新进行仿真计算,经历五个昼夜连续作战,终于找出了前面问题的根源,并创新性地采用天线复用技术,利用射频电路的切换功能,将发射天线切换到手机的侧边,让环绕天线的灵活性展现得淋漓尽致。

挑战“物理矛盾体”

历经惊心动魄的研发过程,“超级天线”换回了天机Axon 11 SE 5G身上一组组漂亮的性能参数。

天机Axon 11 SE 5G是国内首款支持国内四大运营商的5G手机,支持SA和NSA双模、双卡双待、全频段全网通,其运用独创的航天级金属雕刻工艺,多达12根天线,采用360度环绕集成设计,使天线性能提升58%,达到极致天线净空,终端模块化设计可有效对手机进行信号优化、无氧化、高耐候性、高效导通等,具有极高的可靠性,保证了5G超高速下载时的速率稳定。

众所周知,我国5G发展的主流模式与欧美国家不同,即采用SA独立组网模式,而在这种模式下,天机Axon 11 SE 5G依然表现出独特的优越性,可实现四天线轮发探测,下载速率提升30%。

所有手机工程师都知道, SAR和通信信号强本身就是一对物理矛盾体,在不影响手机通信能力的前提下,SAR值越低,越能体现到手机终端厂商的技术水准,这是一个非常复杂的系统工程。

“也许有一天,不管老人还是年轻人提起中兴手机时都会夸一句,这个牌子的手机啊,辐射最低!”中兴手机射频团队负责人略带兴奋地说。 

TIPS:低辐射=健康+安全

手机辐射话题从来都是一个牵动着所有人神经的敏感话题。

疫情期间全球关于辐射的热点事件从来没有停下。先是在英国、荷兰传出一种谣言称,基站可以传播新冠病毒,导致民众群起而攻之,焚烧基站;而近日,美国又有一女子谣传称一次性口罩中的金属压条实际是5G天线,可以致癌,在美国民众中引起轩然大波。

而在中国,浙江海宁市民举报称,当地某加油站存在车主在加油机旁通过扫码支付油款的现象。海宁市检察院邀请专家测试后发现,扫码支付的电磁辐射功率远大于通话的功率,在加油站这种对周围环境要求较高的地区使用扫码支付,其风险很大,目前多地已经叫停加油站扫码支付。

可见,无论全球还是中国,民众对辐射话题始终保持着非常高的关注度,而普通老百姓缺乏常识性的技术判断能力和认知力更是让手机辐射话题蒙上了一层神秘的面纱。科学看待手机辐射,正确看待手机辐射带来的影响意义重大。

根据目前业界对辐射的理解,手机辐射电磁波作用于人体时,会产生两种影响:热效应和非热效应。热效应,类似微波炉,促使分子运动加速,手机的发射功率一般只有0.1到0.2瓦特,基本不会对人体产生影响;非热效应指的是,人体长时间暴露在电磁环境中,虽然不会受到组织发热等影响,但是也可能会存在其他生理影响。

关于手机辐射的非热效应,医学、物理、生物等领域专家进行了大量研究,可以说是百花齐放,百家争鸣,同时也争议不断,但是可以肯定的是:SAR值越低,电磁辐射对人体组织的影响就越小,物理后果的风险也就越低,“信号强、辐射低”的手机或其它无线产品永远是最受欢迎的。

我们千万不要妖魔化手机辐射,但与此同时,也要正视手机辐射的存在和影响。低辐射无论是对健康还是安全来说都意义非凡。