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iPhone 一向以其簡潔的外觀、輪廓和精湛的加工工藝，風(fēng)格獨(dú)樹一幟，一眼便識(shí)。從第一代iPhone到最新的iPhone7/7 Plus，十年光景，iPhone每一代都給大家?guī)聿煌捏@喜，雖然之間遭遇到天線門、彎曲門、掉漆門，每次都能輕松應(yīng)對(duì)，坦然處之。
可以說，蘋果在很多產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，都存在視覺、手感上與工藝技術(shù)的妥協(xié)。iPhone十年更迭，從外觀工藝看其天線設(shè)計(jì)變遷，或許我們可能學(xué)到更多。
從第一代iPhone到iPhone3G、iPhone3GS，三代后蓋均采用了非金屬材質(zhì)，且在iPhone4邊框天線設(shè)計(jì)出現(xiàn)前，三代產(chǎn)品均采用了FPC天線設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。
第一代iPhone后殼，銀色的上半部分是金屬，下面部分是塑料。
無線信號(hào)無法穿透鋁合金，但可以穿透塑料，因此這代iPhone采用了電鍍鋁合金搭配塑料的后殼材質(zhì)，是當(dāng)時(shí)技術(shù)限制和審美哲學(xué)上做出的妥協(xié)。 拆開看iPhone 內(nèi)部天線結(jié)構(gòu)
iPhone采用金屬材質(zhì)，可獲得更美觀、耐磨和極佳的手感體驗(yàn)，但同時(shí)由于金屬材質(zhì)本身的信號(hào)屏蔽特性，導(dǎo)致設(shè)備無法正常收發(fā)無線信號(hào)，所以在后續(xù)的iPhone中采用了金屬與玻璃、塑料材質(zhì)結(jié)合的設(shè)計(jì)方式。
iPhone 3G、iPhone 3GS多了對(duì) 3G 網(wǎng)絡(luò)的支持，為確保無線信號(hào)穩(wěn)定傳輸，兩者也都采用了塑料外殼。 iPhone 3G（黑） iPhone 3GS（白） 查看iPhone 3GS內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖發(fā)現(xiàn)，采用FPC設(shè)計(jì)的天線依靠銅箔輻射信號(hào)，其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)上相對(duì)簡單，生產(chǎn)成本較低，缺點(diǎn)是易收到五金件及裝配精度影響，且iPhone 3GS的天線連接出現(xiàn)過不牢固的狀況。
iPhone4 外殼由三個(gè)基本部分組成：兩塊光滑的高強(qiáng)度玻璃、一圈環(huán)繞周邊的不銹鋼帶。同樣的iPhone4S外觀工藝延續(xù)了iPhone4的風(fēng)格。 iPhone4 前后玻璃面板、金屬邊框
iPhone4金屬邊框采用了CNC不銹鋼工藝，左側(cè)和頂部的兩條縫隙將其分為兩段。該邊框不僅起到了機(jī)身框架的作用，同時(shí)還是手機(jī)的無線天線。兩段中的左半部分起到了WiFi、藍(lán)牙和GPS天線的作用，右半段則是UMTS/GSM手機(jī)網(wǎng)絡(luò)天線。
新的天線設(shè)計(jì)形式是iPhone 4一大創(chuàng)新亮點(diǎn)。為提高靈敏度，工程師將天線位置從前機(jī)型的內(nèi)部放到了機(jī)殼側(cè)面（金屬邊框）。不過，天線工程師都為之乍舌。這款號(hào)稱“改變一切”的全新 iPhone 4 被爆存在最基本的通信缺陷——“天線門”。
iPhone 4大膽的天線設(shè)計(jì)分析 iPhone 4手機(jī)網(wǎng)用的主天線，不僅在機(jī)殼的側(cè)面，而是與手機(jī)內(nèi)部的另一天線結(jié)合構(gòu)成的。機(jī)殼側(cè)面焊接著形狀復(fù)雜的金屬片，認(rèn)為是用來支持各個(gè)國家不同的多個(gè)波段。 根據(jù)媒體爆出的天線工程師推測(cè)，之所以iPhone 4天線特意用2個(gè)部件組成，是“因?yàn)楫?dāng)需要微調(diào)頻率特性等時(shí)，如果天線只是機(jī)殼部分，則需從模具開始重新制做”。實(shí)際上，手機(jī)內(nèi)部的天線就裝有認(rèn)為用于調(diào)整特性的線圈和電容各1個(gè)。其配備的電極作為支持多個(gè)頻帶的單體天線本身極小，所以將其看作是對(duì)機(jī)殼側(cè)面天線起輔助作用的微調(diào)天線是妥當(dāng)?shù)摹?/span>
主天線位于機(jī)身下方，由兩根天線構(gòu)成。分別是①利用了外殼側(cè)面的天線，以及②在揚(yáng)聲器模塊上面的薄型樹脂部件上進(jìn)行布線的天線。
但這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)卻產(chǎn)生了意想不到的副作用：因用戶握持手機(jī)的方式，而發(fā)生了接收不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這一“問題”很可能源于天線結(jié)構(gòu)：接觸易導(dǎo)致接收不穩(wěn)定的手機(jī)左下方的狹縫附近，以及開蓋端側(cè)露出的輻射電極，是兩個(gè)天線的結(jié)合點(diǎn)（下圖）。
而子天線（WLAN、藍(lán)牙、GPS用）似用作機(jī)殼上端一側(cè)的輻射電極（上圖）。機(jī)殼最上方的輻射電極狹縫兩側(cè)的輻射電極側(cè)的側(cè)面部只配備了電源按鈕，另一端則為耳機(jī)插孔、音量控制等。電源按鈕與耳機(jī)插孔與音量控制按鈕不同，在通信時(shí)不會(huì)用到。因此，似乎將天線與按鈕類的位置皆作了調(diào)整，以便不影響通信功能。
與iPhone 4相比，iPhone 4S是如何改善接收靈敏度的呢。在分析過程中，工程師發(fā)現(xiàn)CDMA2000方式的iPhone 4S追加了接收分集功能。 通過測(cè)試iPhone 4S 的TRP（總輻射功率）及TIS（總?cè)蜢`敏度），看其信號(hào)的改進(jìn)情況如何，在手機(jī)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下檢測(cè)了其三維接收靈敏度。紅色部分越明顯，接收靈敏度就越出色。
無線特性良好 根據(jù)對(duì)iPhone 4S的信號(hào)接收靈敏度進(jìn)行檢測(cè)，可總結(jié)出，iPhone 4S擁有出色的無線特性，手持時(shí)信號(hào)接收靈敏度變差的情況得到了大幅改善。另外，CDMA2000版iPhone 4S還導(dǎo)入了手持時(shí)可減輕接收靈敏度劣化的新技術(shù)。
iPhone 4S擁有出色的無線特性，手持時(shí)的接收靈敏度下降程度控制在7～18dB。
測(cè)試數(shù)據(jù)表明，iPhone 4S信號(hào)問題已得到很好的解決。接下來，我們將由外而內(nèi)進(jìn)一步了解iPhone 4S解決信號(hào)問題的設(shè)計(jì)變更。
iPhone 4的構(gòu)造在用手堵住機(jī)身左側(cè)面的黑色縫隙部分時(shí)，供電點(diǎn)與接地就會(huì)短路。而iPhone 4S在強(qiáng)化接地的同時(shí)，局部變更了內(nèi)部構(gòu)造，由此解決了接收靈敏度下降的問題。 比如，iPhone 4S在天線旁的揚(yáng)聲器模塊上追加了板簧。這估計(jì)是為了確保與接地部分接觸，由此減小電位差。另外，估計(jì)還實(shí)施了優(yōu)化天線阻抗，使其不易受到手部影響的改進(jìn)。
進(jìn)步一拆解iPhone 4S發(fā)現(xiàn)，其鋰離子充電電池寬度縮短了1mm左右，而基板寬度卻相應(yīng)增加了，而加寬部分是因?yàn)橛刑炀€穿過。天線被固定在防止電磁噪聲的金屬外殼上，順著基板縱向配置。天線中途設(shè)有金屬端子，這一部分與金屬外殼相連接。iPhone 4S通過追加天線設(shè)計(jì)，解決了iPhone 4存在因天線設(shè)計(jì)原因“導(dǎo)致握機(jī)方式影響信號(hào)接收靈敏度”的問題。
基板寬度增加的部分為天線通道（iPhone 4S基板上重疊放置iPhone 4基板時(shí)的比較） 在日本，蘋果從iPhone 4S起新增加了CDMA2000款。所以此次還使用au的iPhone 4S對(duì)CDMA2000方式實(shí)施了評(píng)測(cè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CDMA2000方式嵌入了用以改善接收靈敏度的接收分集功能。工程師拆解推測(cè)，iPhone 4S上有四條縫隙，并且功率放大器IC部分還新追加了同軸連接線?？梢韵胂竦氖牵臈l縫隙以高頻狀態(tài)將機(jī)框大致分成了上部、中部、下部三部分。這里說“高頻狀態(tài)”，是因?yàn)楦哳l電路為實(shí)現(xiàn)接地共享，與所有組件上的某一點(diǎn)都實(shí)現(xiàn)了電連接。 如果將機(jī)身下部視為主天線，將機(jī)身上部視為副天線，那么在功率放大器IC部分新追加同軸連接線便可得到合理解釋。也就是說，蘋果在iPhone 4S上配備了CDMA2000支持的“接收分集”功能。
iPhone 4S上封裝了將上部天線與基板上的RF IC連接起來的連接線。CDMA2000版估計(jì)配備了根據(jù)情況區(qū)分使用上部和下部天線的接收分集功能。 接收分集是無線通信領(lǐng)域很早就使用的接收靈敏度改善技術(shù)。其原理是：事先準(zhǔn)備多個(gè)接收天線，選擇電波狀態(tài)好的天線來接收信號(hào)，或者對(duì)所有天線接收到的信號(hào)統(tǒng)一實(shí)施相位合成處理。 iPhone 5沒有延續(xù)iPhone 4S的玻璃面板+鋼質(zhì)金屬邊框的外觀設(shè)計(jì)，而是采用了陽極氧化鋁工藝制作的鋁合金材質(zhì)。當(dāng)然iPhone5S外觀設(shè)計(jì)也延續(xù)了這種風(fēng)格。
3G/3GS后蓋就是個(gè)大塑料，天線不在外殼上，4/4s用的是側(cè)邊外框做天線。為確保信號(hào)穩(wěn)定，iPhone 5金屬后背采用三段式設(shè)計(jì)，上下兩部分是陶瓷玻璃，這也是為防止金屬屏蔽電磁波，外觀設(shè)計(jì)必須做出的妥協(xié)。
iPhone 5的正反面
iPhone5、iPhone5S 、iPhone 5c拆解對(duì)比 移開顯示屏后，三者內(nèi)部的布局基本差異不大。
排列方式基本相同，一邊是電池，一邊是主板
移除電池后，可看出三者的區(qū)別，iPhone5與iPhone 5C幾乎沒有任何改變。
5S、5C天線設(shè)計(jì)分析 技術(shù)人員通過對(duì)iPhone 5s和iPhone 5c拆解分析，移動(dòng)通信、無線LAN/藍(lán)牙和GPS用三種天線集成在機(jī)身上部，移動(dòng)通信用的子天線位于機(jī)身下部。
iPhone 5s同樣采用了把部分外裝的金屬部件用作天線的構(gòu)造，而采用樹脂外殼的iPhone 5c在內(nèi)部配備了發(fā)揮同樣作用的板金部件（a）。5s和5c的無線LAN/藍(lán)牙用天線略微不同（b）。
iPhone6s/6s Plus外觀與iPhone6/6 Plus采用相同的設(shè)計(jì)，同樣圓潤機(jī)、不變的三段式設(shè)計(jì)、白帶（注塑條）不變。對(duì)于iPhone6s/6s Plus一體化的后背金屬外殼對(duì)電磁波信號(hào)屏蔽的問題，工程師只能把天線導(dǎo)出來，這似乎是借鑒了iPhone5三段式設(shè)計(jì)。
iPhone 6擁有“全網(wǎng)通”的能力（公開版iPhone 6 Cellular支持中國移動(dòng)/聯(lián)通/電信2G/3G/4G），而且支持802.11a/b/g/n/ac 無線網(wǎng)絡(luò)（單天線，雙頻2.4GHz/5GHz）和藍(lán)牙4.0，并加入了NFC。以上種種都說明iPhone 6的天線設(shè)計(jì)難度前所未有。 拆開面板可以看到，iPhone 6s的內(nèi)部機(jī)身布局與iPhone6高度相似，因此，我們通過拆解分析IPhone6天線設(shè)計(jì)，也能看到iPhone 6s的天線設(shè)計(jì)思路。
iPhone 6、iPhone 6s內(nèi)部布局對(duì)比 看似一體的的金屬后殼，使用塑料填充，其實(shí)是被切分成A/BCD/E三段，A、E分別為上部分天線和下半部分天線，中間BCD部分是相互導(dǎo)通的，充當(dāng)天線接地部分。
iPhone 6上半部分天線涉及到Cellular副天線、雙頻WLAN、藍(lán)牙、GPS、NFC等功能。
上部天線包括UAT1、UAT2、UAT3各1個(gè)饋電端口和NFC的2個(gè)端口。 UAT1為天線Tunning端口，影響UAT3； UAT2為WLAN 5GHz頻段天線； UAT3功能較多，包括WLAN 2.4GHz、藍(lán)牙、GPS、Cellular副天線。
iPhone 6下半部分天線涉及到Cellular主天線。
手機(jī)作為通訊工具，離不開網(wǎng)絡(luò)才接入。不同頻段的無線網(wǎng)絡(luò)搭載在不同頻段的電波上，若使用一個(gè)天線接收所有不同頻段電波勢(shì)必不太現(xiàn)實(shí)。所以蘋果在設(shè)計(jì)iPhone6是考慮到在保證信號(hào)質(zhì)量的前提下設(shè)計(jì)的白帶是不得已而為之。 iPhone7、iPhone7 Plus采用了全新的工藝，更加簡潔的設(shè)計(jì)，經(jīng)過3D打磨，手感更加舒適。整個(gè)機(jī)身圓潤無縫一體成型，同時(shí)外殼為堅(jiān)固的7000系列鋁金屬打造。從后背外觀上來看，iPhone7/7Plus不再是三段式設(shè)計(jì)，只保留了頂部和底部的白帶，視覺割裂感再也無那么明顯。
天線白帶也改到上下邊緣，雙條改為單條，但看起來更粗。
亮黑版的 iPhone7、iPhone7 Plus，你很難看清塑料天線條，除了塑料本身的顏色與金屬陽極(電泳上色)之后相近的原因，還因這兩種材質(zhì)有著近乎相同的光澤度，這是塑料打磨水平的一種體現(xiàn)。
iPhone7亮黑版
下面我們對(duì)iPhone7（2G+128G TLC）拆解分析，看看其天線部分。
拆下天線連接器
iPhone7主板單元
最上邊的是Wi-Fi芯片，iPhone7的Wi-Fi芯片是一個(gè)異形的Wi-Fi芯片，支持801.1a/b/g/n/ac。它下面正方形的NXP NFC芯片，用于Apple Pay支付。再接著的是手機(jī)的電源管理芯片，負(fù)責(zé)給整個(gè)iPhone電路供電。 主板下半部分有TI定制的USB控制芯片和充電芯片，還有顯示芯片。另一半是射頻電路，基帶供電芯片和調(diào)制解調(diào)器，天線開關(guān)，濾波器等，負(fù)責(zé)手機(jī)的射頻部分。 總結(jié)：iPhone7大量采用定制芯片，而主板的緊湊性仍處業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。從拆解的層面上講，iPhone 7仍然不負(fù)其頂級(jí)智能手機(jī)的名號(hào)。 最近,又傳下一代iPhone可能采用陶瓷外殼，但該技術(shù)目前還面臨很多瓶頸。
雖說蘋果已將鋁合金外殼演繹到了極致，但是金屬外殼天生的缺點(diǎn)就是會(huì)屏蔽電磁信號(hào)。這使手機(jī)上不可避免的出現(xiàn)天線（輻射）條，另一方面也無法實(shí)現(xiàn)無線充電。 早在2012年蘋果就注冊(cè)了陶瓷外殼中融入天線的設(shè)計(jì)專利，此前一些國內(nèi)廠商已經(jīng)推出了采用陶瓷后蓋的手機(jī)，而這種陶瓷是一種氧化鋯陶瓷。與金屬及塑料相比，氧化鋯陶瓷具備耐磨、親膚、氣密性好以及電磁屏蔽小等優(yōu)點(diǎn)，因此，氧化鋯陶瓷有望成為塑料、金屬之后的第三大手機(jī)后蓋材料。
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