电子行业射频系列一迎接5G终端天线的变与不变20181224国金证券25页

行业深度研究-2-敬请参阅最后一页特别声明内容目录1、什么是天线？............................................................................................42、iPhone十年天线如何变迁？......................................................................53、天线是一门什么样的生意？.....................................................................104、2G5G，天线为什么越来越重要？........................................................12（1）2G3G4G，天线行业实现量价齐升.............................................12（2）5G时代：sub6G和毫米波天线朝两个方向发展................................145、材料：LCP不止是天线，LCP和m-PI在5G时代将共存........................19（1）LCP优势明显，应用不只是天线.......................................................19（2）5G时代m-PI和LCP会共存............................................................226、投资建议.................................................................................................237、风险提示.................................................................................................23图表目录图表1：手机当中天线与射频前端的连接示意图..............................................4图表2：影响电磁波传输距离的主要因素........................................................5图表3：全向天线辐射图.................................................................................5图表4：iPhone手机天线变化情况.................................................................6图表5：iPhone手机天线功能演进.................................................................6图表6：iPhone初代：内置FPC天线............................................................7图表7：iPhone3G：内置FPC天线（蜂窝天线+WLAN、蓝牙和GPS天线）...............................................................................................................7图表8：iPhone4（GSM）：金属边框成为手机天线.......................................8图表9：iPhone4（CDMA）/iPhone4S：边框使用新的切割方式..................8图表10：iPhone4S使用接收分集技术，降低信号衰落概率...........................9图表11：微型射频同轴连接线与FPC一体型线缆比较...................................9图表12：iPhone6金属后壳三段式设计.......................................................10图表13：iPhone6上下天线构成.................................................................10图表14：天线测试用的微波暗室..................................................................11图表15：手机天线将在格局的变化...............................................................12图表16：通讯技术发展带来终端天线量价齐升.............................................12图表17：iPhone手机的无线功能逐渐增多...................................................13图表18：手机频段数不断增加。..................................................................13图表19：LTEprogress................................................................................13图表20：手机内部结构复杂度上升，对天线集成度需求提高........................14图表21：手机内部结构复杂度上升，对天线集成度需求提高........................14图表22：MIMO原理图................................................................................15图表23：毫米波阵列天线共用一个馈点........................................................15行业深度研究-3-敬请参阅最后一页特别声明图表24：毫米波天线使用含芯片阵列天线模组.............................................15图表25：MIMO天线vs.毫米波阵列天线.....................................................16图表26：QualcommQTM052天线模组/Qualcomm骁龙X505G调制解调器....................................................................................................................16图表27：波束成形.......................................................................................17图表28：LCP封装整合射频前端模组，实现用户终端轻薄化需求--高通QTM052天线模组........................................................................................17图表29：全球手机不同无线制成的演进（百万部、%）...............................18图表30：全球天线市场空间（单位：十亿美元）..........................................19图表31：LCP软板与PI软板最大的区别在于FCCL的基材膜的材料不同......19图表32：LCP性能更优................................................................................20图表33：LCP天线具有更高的可绕行，可整合多条传输线并与机身贴合......20图表34：LCP四大关键技术.........................................................................21图表35：LCP产业链梳理............................................................................22图表36：iPhoneX中的LCP以及两个LCP的wifi天线................................22图表37：LCP、MPI、PI优势综合对比.........................................................23行业深度研究-4-敬请参阅最后一页特别声明1、什么是天线？天线用于无线电波的收发，下游应用广泛。天线（antenna）连接射频前端，身兼发射端最后一级和接收端第一级；也是电磁波信号和电信号实现能量转换的器件；是终端开路的特殊电路。天线应用广泛，所有的无线通信都要用到天线，比如手机、电脑、平板，以及物联网和汽车通信。按不同的应用不同，天线可分为wifi天线、蜂窝网络天线、蓝牙天线、GPS天线、NFC天线等，由于部分应用频段有交叉，因此有些天线比如蓝牙、wifi、GPS可以共用，用软件进行切换。图表1：手机当中天线与射频前端的连接示意图来源：国金证券研究所天线传输的是电磁波信号，电磁波在自由空间传输过程中产生损耗，设备的天线增益，馈线损耗，发射功率和接收灵敏度都是影响天线传输性能的重要因素：空间损耗：电磁波的空间损耗包括自由空间损耗以及地形，障碍物和天气等因素造成的损耗，其中，自由空间损耗只与工作频率和传输距离相关，频率越高，损耗越强。天线增益：天线增益用于表示辐射能量的集中程度，与工作频率，天线效率相关，效率越高，增益越强，传输距离越远。馈线损耗：电磁波在馈线中的损耗不仅与工作频率相关，还需要考虑馈线中导体的电阻性损耗和绝缘材料的介质损耗，后者与材料的介电常数和损耗正切角相关，介电常数和损耗正切角越小，损耗越小。发射功率/接收灵敏度：发射端的发射功率和接收端的灵敏度与工作频率和调制模式相关，频率和调制模式越低，发射功率越强，接收灵敏度越弱。行业深度研究-5-敬请参阅最后一页特别声明图表2：影响电磁波传输距离的主要因素来源：华为，国金证券研究所天线设计需远离金属屏蔽和干扰源。电磁波会被金属反射，吸收和抵消，造成屏蔽，同时，电磁波易被电路中的电子元件干扰，因此，在进行天线设计时，需要远离金属零部件和干扰元件。目前移动终端天线是全向天线，需要净空区域。天线的方向性表示天线在不同平面的辐射电磁波场强。不同的应用设备对天线的方向性要求不同，为了实现最佳通信效果，移动天线为全向天线，即要求电磁波在水平面内的辐射是均匀的。为了实现全向通信，手机内部必须为天线留有足够开阔的空间，即净空区域。图表3：全向天线辐射图来源：RFsister，国金证券研究所移动天线设计复杂，考虑因素较多。智能手机的天线物理构成较为简单，但是，为了使得天线在被定义的带宽内实现有效辐射，提高天线的效率，其设计和构造则较为复杂，需要考虑诸多因素：材料：天线辐射体（铜、镀镍镀金）和支架材料需要具备低损耗特性（低介电常数+低介质损耗）。结构：目前手机天线是全