Mate 60 Pro卫星通话技术浅析

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（一）背景简介

    2023年8月，华为发布Mate 60系列手机。其中Mate 60支持双向北斗卫星消息，Mate 60 Pro支持卫星通话（天通卫星），Mate 60 Pro+支持双卫星通信（包括天通卫星通话和北斗卫星消息）。普通手机实现卫星通话技术是最受关注的技术（对应网络文章“华为天才少年帮助mate60卫星通话掰掉外置天线实现方案”），如图1所示，传统卫星电话粗大沉重，均配置由外置天线，而华为Mate 60 Pro清薄且无外置天线。

图1 卫星通信专用手机与华为Mate60对比

（二）卫星通话技术难点

    根据网络公开消息，Mate 60 Pro+卫星通话技术主要依托天通卫星实现，天通卫星基本情况如图2所示。






图2 天通卫星基本情况

    天通卫星运转在地球同步轨道（36000公里，高轨卫星），空间损耗大，所以收到的信号极其微弱，对天线+TR组件芯片要求极高。

1.TR组件芯片技术

    根据中国电信公开的网络信息可知，天通芯片终端发射功率高达2W(33dB),比普通通信手机终端芯片发射功率高7~10dB（0.2W@FDD,0.4W@TDD）。主要供应商为华力创通、中电54所、中科晶上三家单位。该芯片不仅功率显著提升，功能囊括了基带、射频、存储等功能，在体积上也有由原先需求的50mm*50mm降低至8mm*8mm(降低90%),适应了手机端基带组件小型化的需求，上述相关信息见图3，芯片网络拆机图见图4. 此外，芯片厂家通过对编解码算法的优化，大幅降低了语音通话对数据率的要求。





图3 天通芯片相关信息



图4 网络拆机后看到的芯片

2.天线小型化技术

    通过查阅大量互联网搜索引擎和数据库（CNKI,万方），发现多数说法都偏模糊，无技术性分析与解释。大致可概括为：“为了克服手机天线与高轨卫星之间信号传输增益低、传输损耗大等难题,华为采用了宽波束天线、多天线聚合增强技术等大量突破性技术。华为在Mate60Pro上安装了创新的高增益天线,采用了高增益编解码算法,提升抵抗噪声和干扰的能力,以支持距离达36000公里的高轨道卫星通话”。

    考虑到网络资源有限，查阅网友拆机视频相关内容可以得出结论：华为主板上Mate60Pro上未发现传统手机厂商采用的“粘贴”天线或PCB打印柔性天线。拆机图见5.



图5 主板正反面上无传统“粘贴”天线

    根据详细查看拆机视频，推断华为手机卫星通讯天线的方法为手机外壳共形方法。对应2023年华为申请的专利（专利申请号：202310101339.X）中有提及的手机天线专利。该专利示意图如图6所示，该天线利用边框相邻的两条边上的部分边框作为辐射体，通过单个馈电点，使天线在第一频段和第二频段分别呈左旋圆极化和右旋圆极化。并且，由于左旋圆极化和右旋圆极化是基于同一个馈电点且辐射体上开设的同一个缝隙产生，使第一频段产生的方向图的最大辐射方向与第二频段产生的方向图的最大辐射方向差异较小，第一频段产生的方向图和第二频段产生的方向图的重叠部分增加，满足天线在第一频段和第二频段的角度对齐的需求。

图6 华为手机天线专利

    该专利中公开的天线通信频率与天通一号通信频率接近，其中天通一号卫星通信频率，上行1980~2010MHz,下行2170~2200MHz,华为专利支持频段为：1610~1626MHz与2483~2500MHz。同时，天通一号通信卫星支持的极化方式为圆极化，也与该专利天线极化方式相同。

    此外，根据网络拆机视频显示，华为Mate60Pro手机后盖上半部分采用非金属材质，但四周边框为金属材质，如图7所示。此结构与专利中（专利申请号：202310101339.X）中方案相似度极高，此专利中的方法不仅支持手机与天线共形，也与拆机视频中存在部分对应，极有可能是华为手机卫星通讯天线的解决方案。

图7 塑料材料背板

（三）结论

    综合上述分析可基本得出结论为：华为是基于手机后盖共形设计实现了高增益天线，并且结合芯片厂商的大功率发射与高增益编解码算法设计,提升了抵抗噪声和干扰的能力,实现了支持距离达36000公里的高轨道卫星通话。