手机通话工作原理完全指南

毫无疑问，手机通话的出现带来了许多好处，改善了我们执行某些任务的方式。

因此，无需亲临现场，沟通和互动变得更加美好。

有趣的是，手机通信不仅限于互动。事实上，您可以用手机上网冲浪、拍照。

尽管如此，大多数手机用户无法说明其手机的工作原理。因此，我们决定创建这篇文章——向您展示手机的深度细节、其内部 PCB 工作原理等。

您准备好了吗？那我们开始吧。

手机如何工作？

在了解手机如何工作之前，必须关注两个重要方面：

基本功能的执行

安卓智能手机带有网页浏览、视频通话、短信等精彩功能。但如果排除这些功能，将有助于您专注于设备的主要功能：语音通话。

那么，如何用工作的手机进行语音通话？首先，移动设备就像一个双向无线电，包含无线电接收器和发射器。因此，当您拨打电话给某人时，它将您的声音转换为无线电波。

然后，无线电波传播直到到达最近的基站。随后，基站网络将无线电波中继给您的接收方。接着，接收方的手机将波转换为电信号，手机响铃。

基站

此外，必须注意，无线电波在传播到基站的过程中，可能被多个物体反射或吸收。因此，通话质量可能取决于您与基站的距离，或您与基站之间存在的障碍物。

影响手机工作的其他因素包括：

天线

大多数手机至少有一个天线。因此，您的手机需要天线来接收和发射无线电信号。该组件有助于将电信号转换为无线电波，反之亦然。

手机天线

也就是说，手机有两种天线类型：

内置天线

平面倒 F 天线 ——这是一种单极天线。通常位于手机顶部，与地平面平行。此特性在现代手机中非常常见，有两种类型：

平面倒 F 天线结构

来源：Researchgate © Naveen Kumar

这种变体的理念是降低天线高度并保持谐振迹线长度。此外，该天线满足结构简单、低轮廓、兼容性和轻量化要求。

微带天线 ——您也可以称之为微带天线。它使用 PCB 在微波频率下采用的微带技术。

微带天线结构

来源：Researchgate © Applied Physics A

外置天线

这种组件在老式手机中更常见。有两种类型：

螺旋天线 ——这种类型形状像窄螺旋，带有弹簧线。通常受橡胶或塑料外壳保护。

螺旋天线

来源：Wikimedia Commons

鞭状或伸缩天线 ——该装置通常由绳索或柔性线组成。

伸缩天线

来源：Wikimedia Commons

连接性或信号强度

信号强度指从基站接收到的信号程度。您的手机通信移动网络通过屏幕上的信号格指示这一点。因此，格数较少表示信号强度弱。因此，您可能连接不良。

但当您有较多格数时，意味着两件事：信号干扰较少和连接更好。

使用的机制

因此，您的智能手机可以根据以下机制下载应用、浏览网页等：

Wi-Fi 数据使用

毫无疑问，您的移动数据可以完成 Wi-Fi 网络所做的事情，但它们是不同的。它们的区别在于工作方式。

首先，我们来看 Wi-Fi 频谱。如果您看频谱，会注意到 Wi-Fi 更靠右。这意味着波长较短、频率较高。

因此，它拥有更多带宽。这就是为什么通过 Wi-Fi 网络下载视频或进行视频通话比蜂窝数据更快的原因。

此外，这意味着 Wi-Fi 的波传播不远。因此，将 Wi-Fi 硬件靠近路由器放置至关重要。此外，Wi-Fi 使用两个标准频率：5 GHz 和 2 GHz。因为这两个频段专门用于私人 Wi-Fi 网络。

但缺点是没有人控制波干扰。因此，如果多个 Wi-Fi 网络在 5 GHz 下并排运行，波可能会碰撞并相互抵消。

有趣的是，这也是您的 Wi-Fi 可能出现问题的原因之一——如果您与许多租户住在一起，他们在您上下楼使用 Wi-Fi 网络。

也就是说，有两个硬件组件可用于运行家庭网络：

调制解调器

调制解调器是您可以从有线公司获得的设备。其主要功能是将来自路由器的信号请求连接到互联网。因此，您的调制解调器需要一根以太网线连接到路由器。

USB 调制解调器

结果，连接将从您的设备向路由器和调制解调器传输信号（电信号）。调制解调器通常通过同轴电缆连接到室外的小基站。因此，电信号从小基站中继回宏基站。

这就是为什么有线公司必须设置 Wi-Fi。换句话说，公司启用了从您的单元到小基站和宏基站的回传。此外，信号以约 186,282 英里/秒的速度往返。但您的蜂窝数据仅无线发送波。

路由器

路由器是您可以连接到设备的一款硬件。它扮演交通警察的角色。这就是为什么您可以有 15 个以上设备向路由器发送和接收波信号。

路由器

因此，路由器通过排序信号来帮助理顺它们。结果，您的信号将从互联网接入成功到达您的设备并返回。

蜂窝数据使用

允许蜂窝数据工作的主要要素包括硬件和频谱。

频谱

电磁频谱具有使其适合传输的特性。您可以把它想象成一大波，分为不同部分，具有不同的频率特性和波长。这些特性通常是相反或反比关系。

当频率小时，波长会变大，反之亦然。您在频谱上的位置决定了您将传输的数据类型。例如，具有低波长特性和高频率意味着高带宽。因此，意味着您可以在较短距离内发送大量数据。

硬件

手机能超快接收信号。这全归功于巨大的塔楼。帮助您手机工作的其他基础设施包括：

1. 小基站 ——顾名思义，它们结构小。有趣的是，这些基站允许公司在不安装巨大塔楼的情况下扩大覆盖范围。并有助于回传到宏基站。

2. 宏基站 ——是您在社区中容易发现的巨大塔楼。公司确保这些结构位于树线以上或屋顶上。因此，有助于信号在无干扰或物理结构阻挡的情况下到达它们。

3. 回传 ——指从小基站到宏基站的通信。它通过光纤电缆实现——有助于确保正确路由。

升级技术 (5G 和 CBRS)

第五代蜂窝网络 (5G) 在某些国家仍处于起步阶段。它承诺在效率和下载速度方面优于 4G LTE。此外，5G 位于电磁频谱的最右侧——意味着带宽增加。

但该技术带来一些影响。5G 更快的下载速度意味着公司必须安装许多基站才能使信号工作。

公民宽带无线电服务 (CBRS)

CBRS 是一种新的无线电频率，将频谱频段分为三个层级。

第一层级 ——专门供政府使用。陆军和海军用它通信。此外，它服务于某些政府卫星通信。

第二层级 ——这是优先接入。电信公司在此运营。因此，此层级赋予这些公司从政府购买任何首选频谱的权限。但如果它们未使用任何购买的频谱，将转至第三层级。因此，频谱将可供公众使用。

第三层级 ——第三层级是通用授权接入。因此，任何人都可使用此阶段的频谱。此外，他们可用该频谱创建个人移动网络。

结束语

使用手机通话非常有趣。毕竟，它们带有吸引我们大多数人的不同功能。但当您对设备如何工作有很好的了解时，会变得更好。因此，这将增强您的理解并改善您操作设备的方式。

您如何看待这个话题？有疑问或建议？请随时联系我们。