Von Signalausfällen über schrumpfende Antennengrößen bis zur Verbreitung von Drahtlosfunkbändern und -Standards sind heutige Smartphones einer Reihe von Herausforderungen ausgesetzt. Um diese Probleme zu lösen, wenden sich Drahtlosentwickler neuen hochfrequenten (RF) mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) zu, welche die digitale Kondensatortechnologie nutzen, um Antennen dynamisch einzustellen.
WiSpry Inc., das kürzlich von AAC Technologies Holdings Inc. übernommen wurde, hat mit der Auslieferung einer Reihe von MEMS-basierten einstellbaren Kondensatorgeräten begonnen, die sich in den letzten Jahren auf dem Markt durchgesetzt haben. Samsungs Focus Flash Windows-Smartphone, welches 2011 in den Verkauf ging, war laut einer Untersuchung des IHS Teardown Analysis Service das erste Smartphone, das ein WiSpry-RF-MEMS-Gerät enthielt. Damit wurde erstmals eine solche Komponente in einem Smartphone entdeckt.
Die regelbare digitale Kondensatoren-Technologie von WiSpry ist eine Methode zur dynamischen Einstellung von Antennen, Netzwerkanpassung, Integration regelbarer Filter, einstellbarer Duplexer und vollregelbarer Stromverstärker. Die Produktlinie von einstellbaren RF-Kondensatorenchips dieses Anbieters umfasst drei oder vier serielle einstellbare RF-Kondensatoren. Ein einziges WiSpry-Gerät kann genutzt werden, um ein regelbarers Induktoren-/Kondensatoren-Netzwerk (LC) aufzubauen. Größere Kapazitätswerte können durch die Kombination von Kondensatoren erreicht werden.
Ein LC-Schaltkreis, auch bekannt als Resonanzkreis, ist ein elektrischer Schaltkreis, der einen Induktor und einen Kondensator verbindet. Dieser Schaltkreis kann als elektrischer Resonator agieren,der oszillierende Energie an der Resonanzfrequenz der Schaltung speichern kann.
LC-Schaltkreise können Signale einer bestimmten Frequenz generieren oder Signale einer bestimmten Frequenz filtern. Daher spielen sie eine entscheidende Rolle in drahtlosen Systemen, die in Oszillatoren, Filtern, Tunern und Frequenzumsetzern eingesetzt werden.
Der Gebrauch von RF MEMS-Kondensator-Chips kann viele Probleme im Zusammenhang mit Smartphones lösen.
Ein Problem ist der sogenannte „Death Grip“, der insbesondere das iPhone 4 betraf. Einige Nutzer berichteten, dass die mobile Internetverbindung abriss, wenn das Smartphone auf bestimmte Weise gehalten wurde. Die Lösung von WiSpry kann dieses Problem beheben, indem der Empfang verbessert wird.
Darüber hinaus ermöglichen RF-MEMS-Kondensatoren Mobiltelefone mit kleineren Antennen, die ebenso leistungsfähig sind wie die größeren. Dies ermöglicht die Entwicklung flacherer Smartphones. Die verbesserte Antenneneffektivität ermöglicht es Netzbetreibern zudem, Kosten zu senken, wenn sie eine neue Drahtlos-Infrastruktur einsetzen. Laut IHS könnte dies Einsparungen in Höhe von hunderten Millionen Dollar bedeuten.
Neben Empfangsproblemen ist ein wichtiger Grund, warum Hersteller von Mobiltelefonen RF-MEMS aufgreifen, die Möglichkeit, effizient die ausufernde Anzahl an Standards zu implementieren und der steigenden Datennutzung durch Mobiltelefone zu begegnen. Da Mobiltelefone sich in immer mehr Regionen der Welt verbreiten, werden mehr Standards für ihren Betrieb angewendet.
Eine herkömmliche RF-Architektur in einem Telefon unterstützt verschiedene Normen durch mehrere RF-Pfade, wobei jede parallel funktioniert. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Komponenten, der Stromverbrauch und die Kosten eines Telefons jedes Mal, wenn eine neue Norm eingeführt wird. Die Lösung mit RF-MEMS-Kondensatoren ermöglicht Mobiltelefone mit größerer Leistung, kleinerer Größe, geringeren Kosten und niedrigerem Stromverbrauch.