Bakit nagkaroon ng napakalaking antena ang mga lumang telepono?
Mga Anunsyo
Kung naisip mo na kung bakit ang Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena., Ang sagot ay nasa kasaysayan mismo ng wireless na komunikasyon.
Ang malalaking bahaging iyon ay hindi lamang isa kapritso disenyo.
Kinakatawan nila ang nangungunang teknolohikal na lider ng kanilang panahon.
Ang pag-unawa sa ebolusyong ito ay nangangailangan ng pagsisiyasat sa mga batas ng pisika, inhinyeriya ng radyo, at pag-unlad ng mga mobile network.
Mga Anunsyo
Tinatalakay ng artikulong ito ang mga teknikal na dahilan, ang ebolusyon ng teknolohiya, at kung paano tayo nakarating sa [kasalukuyan]. mga smartphone Mga naka-istilong tao ngayon.
Buod
- Ang Pisika sa Likod ng Antenna
- Ang Papel ng Dalas at Haba ng Daloy
- Ang Ebolusyon ng mga Mobile Network
- Ang Epekto ng Disenyo at Inhinyeriya
- Mga Lumang Telepono at Kahusayan ng Baterya
- Mula sa Panlabas patungo sa Panloob na mga Antenna: Ang Mahusay na Pagbabago
- Mga Mito at Katotohanan Tungkol sa Pagtanggap
- Ang Pamana at ang Nostalgia
Ang Pisika sa Likod ng Antenna
Sa esensya, ang pangangailangan para sa Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. Ito ay nakapaloob sa mga pangunahing prinsipyo ng pisika.
Ang mga antena ay mga transducer, mga aparato na nagko-convert ng mga electrical signal sa mga radio wave at vice versa. Para sa mahusay na komunikasyon, ang pisikal na laki ng antena ay mahalaga.
Ang mga unang network ng mobile phone ay gumana sa mas mababang frequency bands kaysa sa mga ngayon.
Ang pagpili ng dalas na ito ay may direktang implikasyon para sa laki mainam na antena para sa pagtanggap at pagpapadala ng signal.
Idinidikta ng pisika na ang isang antena ay dapat magkaroon ng sukat na isang episyenteng bahagi ng haba ng alon ng senyas.
Sa pangkalahatan, ang mainam na laki ay isang-kapat ($\lambda/4$) o kalahati ($\lambda/2$) ng wavelength.
Ang mas mababang frequency ay nagreresulta sa mas mahabang wavelength.
Samakatuwid, ang mainam na antena para sa pagkuha ng signal ay kailangang mas mahaba nang naaayon.
Ipinaliliwanag nito ang kahanga-hangang laki ng Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. kung ikukumpara sa mga pamantayan ngayon.
Ang mga una mga cellphone (isipin ang mga gusaling parang ladrilyo noong dekada 80 at 90) gumamit ng analog na teknolohiya, ang AMPS (Advanced na Sistema ng Mobile Phone).
Kilala ang network na ito sa pag-andar sa mas mababang mga frequency, humigit-kumulang 800 MHz.
Basahin din: Mga libreng tool para i-convert ang mga video sa YouTube sa MP3 at MP4.
Ang Papel ng Dalas at Haba ng Daloy
Upang lubos na maunawaan ang laki ng mga antena mula sa panahong iyon, kailangan nating magsagawa ng isang simpleng kalkulasyon sa pisika.
Sa bandang 800 MHz, ang wavelength ($\lambda$) ay humigit-kumulang 37.5 sentimetro.
Para sa pinakamataas na kahusayan, ang mainam na antena ng kalahating haba ng daluyong Ito ay magiging 18.75 sentimetro.
Ang mga tagagawa, na naghahanap ng balanse, ay pumili ng mga antena ng isang-kapat na haba ng daluyong, humigit-kumulang 9.37 sentimetro.
Ang mga halagang ito ay mas malaki kaysa sa buong katawan ng isang smartphone moderno.
Samakatuwid, ang Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. na nakausli palabas mula sa aparato.
Hindi maikakaila ang pangangailangang ito para sa isang pisikal na dimensyon upang magarantiya ang maaasahan at matatag na komunikasyon.
Kung wala ang extension na ito, ang kalidad ng tawag at ang kakayahang mapanatili ang koneksyon ay lubos na maaapektuhan at paputol-putol.
Sa paglipas ng panahon at sa mga pagsulong sa teknolohiya, ang mga network ay lumipat sa mas mataas na frequency, na nagpapahintulot sa mas maliliit na antenna.
Gayunpaman, ang paglipat ay hindi agaran, at ang mga unang limitasyon ang humubog sa disenyo.
+MSN Messenger: ang ginintuang panahon ng instant messaging.
Ang Ebolusyon ng mga Mobile Network
Ang kasaysayan ng mga telepono ay isang patuloy na karera upang gumamit ng mas matataas na frequency.
Mga Network ng unang henerasyon (1G), Ang mga kagamitang satellite tulad ng AMPS ay mga tagapanguna at nangailangan ng mas malalaking antenna dahil gumagana ang mga ito sa mababang frequency.
Sa pagdating ng ikalawang henerasyon (2G), tulad ng GSM, Ang teknolohiyang digital ay nagbigay-daan sa mas mahusay na pag-compress ng data.
Bukod pa rito, nagsimulang gamitin ang mga bagong frequency band, tulad ng 1800 at 1900 MHz.
Ang mga mas matataas na frequency na ito ay may mas maiikling wavelength, na natural na nangangailangan din ng mas maliliit na pisikal na antenna.
Ito ang unang mahalagang hakbang tungo sa miniaturization.
Ang paglipat sa 2G at, kasunod nito, ang 3G at 4G LTE, ay nagbigay-daan sa paglipat ng mga antenna. sa loob mula sa katawan ng telepono.
Kaya, ang disenyo ay naging mas siksik at ergonomiko.
Ang inhinyeriya ng radyo ay lubos na umunlad, natutong tumanggap ng mas maliliit at mas kumplikadong mga antena.
Sinimulan silang isama sa mga circuit board at mga plastik na pambalot ng mga aparato.
Ang Epekto ng Disenyo at Inhinyeriya
Ang disenyo ng mga sinaunang telepono ay nagpakita ng isang malinaw na prayoridad: ang kakayahan ng radyo.
Ang katotohanan na Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. Ito ay isang kinakailangan, hindi lamang isang detalyeng estetiko.
Isipin ang disenyo ng klasikong Motorola DynaTAC, ang unang komersyal na mabibiling cellphone.
Ang laki nito, na kadalasang tinatawag na "ladrilyo," ay kombinasyon ng isang malaking drum kit at isang nakausling antena.
Kinailangang itaas (i-extend) ang panlabas na antenna na ito para ma-optimize ang reception.
Isipin mong sinusubukan mong mag-tune in sa isang AM/FM radio station sa isang lugar na mahina ang signal. Kadalasan, kailangan mong palawigin ang isang telescopic antenna, tama ba? Ganito rin ang ideya.
Unti-unting nagsimulang bumuo ang mga tagagawa ng mas maiikling antenna na may mas mahusay na pagganap. Ang pagpapakilala ng mga antenna helikal (mga spiral) at ang mga pandak na antena (maikli at matamis) ay isang mahalagang pangyayari.
Ang mga bagong ito mga disenyo Ang mga compact antenna ay mayroon pa ring panlabas na bahagi. Gayunpaman, ang kanilang na-optimize na panloob na disenyo ay nagawang gayahin ang kahusayan ng isang mas mahabang antenna, kahit na may mas maliit na sukat.
Tingnan din: Ang unang iPhone: kung paano nito binago ang industriya magpakailanman.
Mga Lumang Telepono at Kahusayan ng Baterya
Mayroong hindi direkta, ngunit mahalaga, na ugnayan sa pagitan ng malalaking antenna at ng kahusayan ng aparato. Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. dahil ang mga unang network ay hindi gaanong siksik.
Nangangahulugan ito na ang mga cell tower ay mas malayo ang pagitan sa isa't isa. Upang makipag-ugnayan sa isang malayong tore, ang telepono ay nangangailangan ng isang mahusay na antenna at... mas maraming kapangyarihan.
A kapangyarihan Mabilis na naubos ang baterya dahil sa bilis ng transmisyon na kailangan para maabot ang malayong tore. Dahil mas mabisa ang mas malalaking antenna, tumulong sila "Nakikinig" ang telepono sa tore.
Ang mahusay na pagtanggap ay nangangahulugan na ang telepono ay kailangang magpadala gamit ang mas kaunting lakas na marinig pabalik, na, sa kabalintunaan, ay nakapagligtas sa mahalaga at limitadong baterya ng panahong iyon.
Sa buod, ang malaking antena ay isang mahalagang bahagi para matiyak ang komunikasyon sa isang bagong-usbong na kapaligiran ng imprastraktura ng network.
Ang disenyo ay naaayon sa pangangailangan para sa matibay na komunikasyon.
Mula sa Panlabas patungo sa Panloob na mga Antenna: Ang Mahusay na Pagbabago
Ang tunay na rebolusyon ay dumating kasabay ng ebolusyon ng mga teknolohiya at materyales sa radyo.
Ang pagdating ng mga antena patch e Mga PIFA (Planar Inverted-F Antenna) Lubos nitong binago ang laro.
Ang mga patag at siksik na antenna na ito ay maaaring isama sa printed circuit board.
Ginagamit nila ang katawan ng telepono at mga panloob na elektronika upang ma-optimize ang kahusayan ng resonance at radiation.
Dahil sa paglipat ng mga network sa mas mataas na frequency band (1800, 1900 at 2100 MHz para sa 3G/4G), ang mga sukat na kinakailangan para sa antenna ay naging sapat na maliit.
Kaya, nawala sa paningin ang antena.
Isa mga kaugnay na istatistika Ang transisyong ito: Ayon sa GSMA, noong 2000, wala pang 10% ng populasyon ng mundo ang may subscription sa mobile phone.
Sa 2024, ang bilang na ito ay hihigit sa 90%. Ang pagpapaliit ng antena ay mahalaga upang paganahin ang malawakang pag-aampon at produksyon ng mga smartphone manipis.
Pinapayagan ng modernong inhinyeriya ang telepono na gamitin MIMO (Maramihang-Input Maramihang-Output), gamit ang maraming panloob na antenna. Pinapabuti nito ang bilis at pagiging maaasahan ng koneksyon.
Noong nakaraan, ang Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. Pagharap sa iisang frequency at signal. Sa kasalukuyan, ang mga device ay humahawak ng dose-dosenang frequency bands, Wi-Fi, Bluetooth, at GPS.
Mga Mito at Katotohanan Tungkol sa Pagtanggap
Maraming tao ang naniniwala na ang pagpapahaba ng antena ay garantiya ng isang signal. perpekto. Ang totoo, bagama't nakatulong ito, ang tunay na epekto ay lubos na nakadepende sa distansya mula sa tore.
Isa pagkakatulad Ang kapaki-pakinabang na bagay ay ang isang basong tubig: ang malaking antena ay parang isang balde.
Mas marami itong naipon na "ulan" na signal kaysa sa isang maliit na tasa. Sa isang bagyo (malakas na signal), wala itong gaanong pinagkaiba.
Gayunpaman, sa panahon ng tagtuyot (mahina o malayong signal), ang karagdagang collection bucket (ang mas malaking antenna) ay lubhang mahalaga upang mapanatiling gumagana ang telepono. Ito ang garantiya ng komunikasyon.
Binabawi ng mga modernong telepono ang kanilang maliit na sukat gamit ang matalinong software at mga low-noise amplifier (LNA). Pinapalakas ng mga bahaging ito ang mahinang signal bago ito iproseso.
Ginagamit din ng modernong inhinyeriya ang tinatawag na “"pag-tune ng antena"”. Elektronikong inaayos ng telepono ang mga katangian ng antenna upang ma-optimize ang pagtanggap sa iba't ibang banda.
Ang ganitong teknolohiyang sopistikasyon ang siyang dahilan kung bakit pagkawala ng posibleng panlabas na antena. Sa katunayan, ito ay isang mas kumplikadong bahagi at nakatago sa loob ng iyong smartphone.
Para mapalalim ang iyong pag-unawa sa pagbuo ng antenna at ang papel nito sa pagpapaliit ng device, pakibisita ang pahina sa IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers), isang mapagkakatiwalaang website tungkol sa paksang ito: Mga Pagsulong sa Teknolohiya ng IEEE Antenna.
Ebolusyon sa mga Bilang: Isang Paghahambing ng mga Antenna
Upang ilarawan ang teknolohikal na pagsulong, tingnan natin ang mga pangunahing katangian ng mga antena sa iba't ibang henerasyon.
Ito mesa Ipinapakita nito ang ugnayan sa pagitan ng mga henerasyon, dalas ng pagpapatakbo, at ang pangunahing uri ng antenna.
| Henerasyon ng Telepono | Dalas ng Operasyon (Karaniwan) | Haba ng daluyong ( | Pangunahing Uri ng Antena | Kakayahang Makita |
| 1G (AMPS) | Tinatayang 800 MHz | Humigit-kumulang 37.5 sentimetro | Panlabas na Teleskopiko/Mabagal | Mataas |
| 2G (GSM) | Tinatayang 1800 MHz | Humigit-kumulang 16.7 sentimetro | Panlabas na Stubby/Panloob na Helical | Katamtaman hanggang Mababa |
| 3G/4G (UMTS/LTE) | Tinatayang 2100 MHz+ | Humigit-kumulang 14.3 cm+ | Panloob na PIFA/Patch | Null |
| 5G (NR) | Sub-6 GHz / mmWave | Pabagu-bago, mas maliit | Maramihang Panloob na Molekular na Iniksyon (MIMO) | Null |
Ang Pamana at ang Nostalgia
Ang matapang at kung minsan ay nakakatawang disenyo kung saan ang Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. Bahagi ito ng ating kulturang teknolohikal. Sumisimbolo sila sa simulan ng isang panahon.
Sa kasalukuyan, ang labanan ay hindi na tungkol sa laki ng antena, kundi kung paano ito ipasok. mas maraming antena (MIMO) sa mas maliit na espasyo.
At paano mo masisiguro na ang metal na katawan ng telepono ay hindi makakasagabal sa signal ng radyo?.
Kapag hawak mo ang iyong smartphone Sa pamamagitan ng pagtakip sa itaas o gilid ng mga antenna gamit ang iyong kamay, maaari kang magdulot ng pansamantalang pagbaba ng signal, ang sikat na [hindi malinaw/hindi malinaw - posibleng typo o error]. mahigpit na pagkakahawak sa kamatayan. Pinatutunayan nito na, kahit sa loob ng bahay, sensitibo pa rin ang mga antena.
Samakatuwid, ang laki ng mga antena nabawasan Hindi sa pamamagitan ng mahika, kundi sa pamamagitan ng isang mapanlikhang kombinasyon ng pisika ng radyo, mas mataas na densidad ng network, at paggamit ng mas matataas na frequency.
Ang ebolusyon ng inhinyeriya ang tunay na bida ng kuwentong ito.
Sa susunod na makakita ka ng lumang telepono sa museo, tandaan: ang malaking antenna na iyon ay pisikal na patunay na ginagamit ang aparato. masipag na nagtatrabaho para mahanap ang signal.
Sa huli, ang teknolohiya ay umunlad nang husto kaya't nagawa nating ilagay sa iyong bulsa ang kapangyarihan ng pandaigdigang komunikasyon. Ngunit hindi natin maaaring kalimutan kung saan tayo nagmula. Ang kasaysayan ay kamangha-mangha., Hindi tama 'yan.?
Para ipagpatuloy ang pagbabasa at maunawaan kung paano pinamamahalaan ang mga frequency ng radyo sa buong mundo at kung paano kinokontrol ng ITU (International Telecommunication Union) ang paggamit ng spectrum, i-access ang link ng awtoridad: Pandaigdigang Unyon ng Telekomunikasyon (ITU) – Radio Spectrum.
Mga Madalas Itanong (FAQ)
Talaga bang napabuti ng mga panlabas na antenna ang kalidad ng tawag?
Oo, ang panlabas na antena, kapag pinahaba, ay nagpalaki sa lawak ng ibabaw.
Pinahusay nito ang pagtanggap ng mahihinang signal, na naging mas matatag ang mga tawag sa mga lugar na may limitadong saklaw, lalo na sa panahon ng 1G.
Kung mas malaki sana ang antenna, mas maganda kaya ang signal ngayon?
Hindi naman kinakailangan. Bagama't maaaring mas mahusay ang isang mas malaking antenna sa mababang frequency, ang mga modernong telepono ay gumagana sa matataas na frequency.
Ang signal gain na iniaalok ng katawan ng telepono ay na-optimize gamit ang internal na teknolohiya.
Bakit malalaki ang antenna ng mga lumang telepono kahit na 2G (GSM) na ang mga network?
Ang mga unang GSM (2G) network ay gumamit pa rin ng ilang mas mababang frequency band.
Maraming mga naunang modelo ang nagpanatili ng panlabas na antena (pandakhanggang sa ang internal antenna engineering, tulad ng PIFA, ay maging mature at mas mura nang ipatupad sa malawakang antas.
Mas mataas ba ang radiation mula sa mga cellphone dahil sa mas malalaking antenna?
Ang radyasyon (SAR) ay mas nauugnay sa lakas ng pagpapadala ng telepono.
Paano Ang mga lumang telepono ay may napakalaking antena. upang mabawi ang mga mahihinang network, sila minsan Kailangan nilang magpadala nang may mas maraming lakas upang maabot ang tore. Gayunpaman, ang laki ng antena... bawat si Hindi ito ang salik na tumutukoy sa radiation.
Ano ang mga PIFA antenna?
Ang ibig sabihin ng PIFA ay Planar Inverted-F Antenna. Ito ay isang siksik at mababang-profile na disenyo ng antenna, mainam para sa pagsasama sa mga portable na device.
Ito ang pinakakaraniwang uri ng antena sa mga smartphone Pinapayagan sila ng mga modernong teknolohiya na manatiling hindi nakikita sa loob ng aparato.
