一“線”天機(jī)

一個(gè)差點(diǎn)被解散的團(tuán)隊(duì)，在一塊差點(diǎn)被砍掉的業(yè)務(wù)上，創(chuàng)造了奇跡

2010年8月，我被任命為天饋業(yè)務(wù)部部長，當(dāng)時(shí)真是“壓力山大”。

天線業(yè)務(wù)已經(jīng)連續(xù)三年因網(wǎng)上質(zhì)量問題而發(fā)生大規(guī)模整改，客戶滿意度很低，市場一線甚至私下調(diào)侃說“珍愛生命，遠(yuǎn)離天線”，因?yàn)橘u出去的天線一旦出了問題，不僅給他們帶來額外的工作，還會(huì)影響其他產(chǎn)品的品牌。在一次業(yè)務(wù)決策會(huì)議上，公司領(lǐng)導(dǎo)嚴(yán)厲地說：最后再給你們?nèi)陼r(shí)間，如果還沒有根本改變，就解散天饋業(yè)務(wù)和團(tuán)隊(duì)。

我們只能背水一戰(zhàn)：要么不做，要么就做最好。我們必須證明自己。

決定做single天線

我們意識(shí)到，天線已經(jīng)錯(cuò)過了3G，不能再錯(cuò)過4G。2010年，LTE開始起步，友商正在為LTE儲(chǔ)備三頻天線技術(shù)，我們?cè)撊绾螐澋莱嚕扛S永遠(yuǎn)無法超越，必須要通過創(chuàng)新提升產(chǎn)品競爭力。

恰在此時(shí)，無線基站產(chǎn)品提出“五頻三模”的SingleRAN方案。相應(yīng)的，未來的天線也必須把原來的多面單頻天線集成到一面天線中，實(shí)現(xiàn)一面天線支持多頻的功能。于是我們提出在2013年一面天線要支持五頻三制式，即支持800MHz/900MHz/1800MHz/2100MHz/2600MHz 五個(gè)頻段，GSM/UMTS/LTE三種通信制式，取名為Single天線。

阿姆斯特丹上空的華為Single天線

“決不做茍且方案”

2011年9月，公司正式啟動(dòng)Single多頻天線的開發(fā)。如果說單頻天線是長江上游的支流，那么Single多頻天線是就長江，奔騰的支流江水（信號(hào)）匯入長江，最后奔向茫茫大海。

Single多頻天線與單頻天線相比，其開發(fā)難度呈指數(shù)級(jí)上升，產(chǎn)品架構(gòu)的設(shè)計(jì)是第一個(gè)攔路虎。最初我們提出兩個(gè)架構(gòu)方案：一是把多個(gè)頻段上下堆疊。這個(gè)方案技術(shù)難度低，開發(fā)速度快，但是性能相比單頻天線總和變差；二是把多個(gè)頻段左右延伸。這個(gè)方案技術(shù)難度也不大，性能與單頻天線總和相當(dāng)，但是天線尺寸大部署困難。我對(duì)這兩個(gè)方案都不滿意，因?yàn)樗鼈儩M足不了客戶需求，客戶普遍要求Single多頻天線性能不下降、部署難度不增加。最后大家達(dá)成共識(shí)：決不做茍且方案。我們必須有一個(gè)更好的架構(gòu)，確保Single多頻天線：擴(kuò)頻不降性能，增頻不增尺寸，加端口不加重量。

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)重新梳理思路，最后提出一個(gè)SBS（肩并肩）方案，類似于三峽大壩，分多個(gè)出水口，彼此之間隔離，提升水流速度。這是一個(gè)非常大膽的設(shè)計(jì)。

2011年11月，我們發(fā)起集結(jié)號(hào)，由現(xiàn)架設(shè)部部長“老”肖擔(dān)任小組長，在3個(gè)月內(nèi)論證SBS方案的可行性。

做單頻天線開發(fā)，因?yàn)橛薪?jīng)驗(yàn)可借鑒，可以直接做樣機(jī)開發(fā)。但做多頻天線，必須先做網(wǎng)絡(luò)仿真再做樣機(jī)。于是“老”肖找到性能部專家張博士和Nix，張博團(tuán)隊(duì)在上海，Nix團(tuán)隊(duì)在西安。當(dāng)時(shí)深圳還沒有大型仿真設(shè)備，需要深圳團(tuán)隊(duì)根據(jù)天線架構(gòu)輸出天線參數(shù)，傳給上海和西安，作為網(wǎng)絡(luò)仿真的輸入。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型仿真一次需要一周時(shí)間。為保證仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性，任何參數(shù)的調(diào)整都要重來一遍仿真，工作量非常大，因此每一個(gè)人都非常有耐心，把每一個(gè)細(xì)節(jié)都要討論透。“老”肖更是把一周分成幾段，上海兩天、西安兩天、深圳兩天，利用晚上時(shí)間趕乘飛機(jī)。三個(gè)月之后，10份完整的仿真數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在大伙面前，上海團(tuán)隊(duì)與西安團(tuán)隊(duì)的仿真結(jié)果完全一致，SBS架構(gòu)完全可行，其性能比上下堆疊方案提升15%以上，寬度及重量不增加部署難度。前方的路終于被照亮！

客戶與華為天線專家深入研討設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

“偏偏不信邪”

天線對(duì)無源互調(diào)的要求非常高，無源互調(diào)的輸出要求小到如兩個(gè)地球相碰撞，卻只能產(chǎn)生不超過黃豆粒那么大的碎片。而NASA在上世紀(jì)發(fā)現(xiàn)，在衛(wèi)星通信中，在射頻通道的任何一個(gè)金屬連接界面上，不同的金屬材料、不同的鍍層、甚至氧化程度和粗糙度的微小差異，在不同的接觸壓力下、不同的電流密度和不同的頻率下產(chǎn)生的互調(diào)響應(yīng)都是不同的。溫度、濕度等各種非人力因素也會(huì)影響到天線無源互調(diào)指標(biāo)。

無源互調(diào)被業(yè)界普遍認(rèn)為是天線行業(yè)的門檻，也是國外友商長期占據(jù)的技術(shù)制高點(diǎn)。由于Single多頻天線內(nèi)部連接點(diǎn)比單頻天線多，裝配更復(fù)雜，可能引起傳輸非線性的互調(diào)源更多，任何一個(gè)微小的非線性干擾源都可能產(chǎn)生互調(diào)信號(hào)。我們必須解決無源互調(diào)問題。

負(fù)責(zé)挑戰(zhàn)這個(gè)問題的是老郭。他做的第一件事情，就是把故障天線拉出來反復(fù)敲打，開展海量測試和試驗(yàn)，收集了很多數(shù)據(jù)，但只是找出了規(guī)律，卻找不到問題根因，所以無法給出解決方案。老郭一次在閱讀一本關(guān)于衛(wèi)星通信互調(diào)的書籍時(shí)，突然意識(shí)到書里有很多基礎(chǔ)理論的闡述對(duì)項(xiàng)目有用，于是專程飛到西班牙VOLENCIA大學(xué)和作者進(jìn)行了一天的交流。這次交流為后續(xù)攻關(guān)奠定了重要的理論基礎(chǔ)。

夜以繼日的攻關(guān)開始了。螺釘是影響互調(diào)指標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵部件，在天線上，螺釘不僅僅是一個(gè)緊固件，更是射頻通道的一個(gè)功能件。在研究螺釘?shù)木o固力矩過程中，我們?cè)庥隽艘幌盗袉栴}：緊固力矩過大是否會(huì)造成連接件和緊固系統(tǒng)本身的塑性變形甚至是蠕變？如何在整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生命周期內(nèi)穩(wěn)定保持這個(gè)壓力？什么樣的緊固工具可以滿足這樣苛刻的力矩輸出要求？不同的金屬連接界面的交叉類型很多，無源互調(diào)響應(yīng)如何測試？沒有商品化的標(biāo)準(zhǔn)件測試工具，怎么辦？……

很多人質(zhì)疑華為能不能解決好無源互調(diào)問題，但老郭偏偏不信邪。為解決這些問題，他帶領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)自制了大量的測試工具，產(chǎn)生了大量專利和特有技術(shù)秘密。但這樣還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)品開發(fā)和交付的進(jìn)度要求。為了趕進(jìn)度，我們不能單打獨(dú)斗，必須“一杯咖啡吸取宇宙的能量”，與業(yè)界專家、研究PIM的國際機(jī)構(gòu)、上下游的材料和測試技術(shù)公司開展廣泛的技術(shù)合作，從設(shè)計(jì)、材料選擇、測試、工藝等多個(gè)方向努力，一步步地取得了突破。為解決焊接對(duì)無源互調(diào)的影響，我們聘請(qǐng)國際知名的焊接專家Armin Rahn博士連續(xù)3年指導(dǎo)我們進(jìn)行焊接技術(shù)攻關(guān)。每一個(gè)微小的技術(shù)難點(diǎn)都不放過，2000多個(gè)日日夜夜，我們攜手跨越了無數(shù)個(gè)技術(shù)難關(guān)。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)全神貫注分析問題

千錘百煉只為一根線

如果說單頻天線是一條平靜的小河，多頻天線就是多條河流交匯，流向錯(cuò)綜復(fù)雜，暗流涌動(dòng)。一條小船在小河中可以安全航行，在暗流涌動(dòng)的大河中就很容易翻船。

以前在單頻天線中使用良好的電纜，在Single多頻天線中，對(duì)天線內(nèi)部電磁環(huán)境形成了強(qiáng)烈的電磁干擾，把電纜動(dòng)一動(dòng)、彎一下就會(huì)導(dǎo)致用戶電話噪音、掉線等異常。

天線電纜的電磁干擾是一門電纜和電磁的交叉學(xué)科，業(yè)界沒有太多成熟研究。電纜專家與電磁屏蔽相關(guān)專家專門針對(duì)天線內(nèi)部電磁場進(jìn)行仿真分析，并把電纜詳細(xì)解剖，最后認(rèn)為必須改善屏蔽層結(jié)構(gòu)。為了重新設(shè)計(jì)電纜的屏蔽層結(jié)構(gòu)，反復(fù)驗(yàn)證了二層屏蔽、三層屏蔽和多層屏蔽，持續(xù)了幾個(gè)月，結(jié)果還是存在信號(hào)干擾，都沒有理想的結(jié)果。

有一次，部門正在開生日會(huì)吃蛋糕，電纜連接器專家小方發(fā)現(xiàn)水果奶油蛋糕是一層一層疊加后沾在一起的，又有蛋糕又有奶油又有水果復(fù)合在一起。他突然聯(lián)想到電纜的多層屏結(jié)構(gòu)，為什么不把多層的屏蔽結(jié)構(gòu)復(fù)合在一起，做成薄薄的一整層呢？放下蛋糕叫了人趕緊跑到供應(yīng)商現(xiàn)場，開展設(shè)計(jì)、試制和測試，樣品測試結(jié)果出乎意料的好。于是安排量產(chǎn)，等把生產(chǎn)出來的電纜裝入到天線中后，居然有一半的天線由于電纜問題導(dǎo)致指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。小方連夜趕到現(xiàn)場開展分析，發(fā)現(xiàn)復(fù)合屏蔽層的電纜在量產(chǎn)過程中因切面不平整產(chǎn)生屏蔽層散開，直接影響性能指標(biāo)。

就要過年了，大家一頭扎進(jìn)供應(yīng)商生產(chǎn)線，和產(chǎn)線工人一起對(duì)每道工序逐一改進(jìn)：為解決復(fù)合屏蔽層剝線時(shí)產(chǎn)生的散開情況，我們幫供應(yīng)商設(shè)計(jì)了專用的切割工具；為了避免金屬粉塵混入電纜，與供應(yīng)商討論重新設(shè)計(jì)規(guī)劃了生產(chǎn)線和工位安排。兩個(gè)月之后，電纜導(dǎo)致的多頻天線電磁干擾問題降低為0。

前后歷時(shí)9個(gè)多月的攻關(guān)，迭代驗(yàn)證了8種電纜結(jié)構(gòu)方案，修改優(yōu)化了18個(gè)版本，制定、完善14道加工工序，申請(qǐng)了2項(xiàng)發(fā)明專利、2項(xiàng)實(shí)用新型專利。

為客戶講解華為天線產(chǎn)品

堅(jiān)持比別人多前進(jìn)一步

2012年初，看到網(wǎng)上返回的天線外部模塊的噴涂層有輕微起泡，我就去找在材料領(lǐng)域做了30多年的胡博士。胡博士說涂層有輕微起泡，在天線使用壽命內(nèi)鋁合金盒子也不會(huì)被“攻破”，不會(huì)影響模塊里面的器件正常工作。但是為了增強(qiáng)產(chǎn)品的品質(zhì)感和健壯性，打消客戶疑慮，胡博士認(rèn)為還是要解決這個(gè)問題。

為了讓產(chǎn)品有更健壯的“體格”，找到一種適應(yīng)各種氣候和使用場景的方案，材料實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家們，一直在潛心研究腐蝕相關(guān)的材料工藝和應(yīng)用場景。從2010年開始，專家們開展實(shí)地勘測，調(diào)查產(chǎn)品應(yīng)用場景和腐蝕現(xiàn)狀：從極寒的俄羅斯、芬蘭，到極熱的蘇丹、尼日利亞；從高濕度的新加坡、馬來西亞，到沙塵漫天的埃及、科威特；從高鹽份的秘魯、斯里蘭卡等海島國家，到高硫份的阿拉伯石油國家。兩年下來累計(jì)去了30多個(gè)國家，總計(jì)2000多個(gè)典型站點(diǎn)。分析凝結(jié)的露水、堆積的雪、空調(diào)外機(jī)的水汽、化工廠的煙塵和污水腐蝕速度的影響和原理，甚至分析了海鳥的糞便、螞蟻的唾液。我們還在海南專門找了一個(gè)鹽份最重的地方開辟了一個(gè)觀測站，放了很多樣品，定期去查看腐蝕情況。

針對(duì)鋁合金腐蝕的問題，專家們通過近三個(gè)月的檢測、分析和討論，初步判斷如果改善材料中微量元素X、Y的含量比例，會(huì)較好提升防腐蝕能力，但是合金中各種元素的配比，對(duì)材料的防腐蝕性能、加工成型性能、散熱性能、機(jī)械強(qiáng)度等都有著交錯(cuò)的影響。現(xiàn)有的材料配比經(jīng)過長期改良，目前已經(jīng)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)材料。沒有十全十美的材料，但如何合理平衡配比，取其所長就異常困難。

專家組居于分析，提出了優(yōu)化的合金配方。胡博士和供應(yīng)商的工藝工程師李師傅進(jìn)行了合作。胡博士和李師傅一頭扎進(jìn)鑄造車間，進(jìn)行改模、試模。深圳的夏天，室外溫度有30多度，車間里面接近50度，一進(jìn)車間如蒸桑拿，胡博士和李師傅連續(xù)三個(gè)多月在現(xiàn)場不斷實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)。配比驗(yàn)證的過程很艱辛，腐蝕性能提升了，散熱又差了；散熱解決了強(qiáng)度不過關(guān)，就是找不到平衡點(diǎn)。三個(gè)月后，終于驗(yàn)證了優(yōu)化后的配方能使防腐性能提升4倍，但材料流動(dòng)性尚顯不佳，零件粘在模具里，不容易脫出來。胡博建議，在優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的同時(shí)建議改變A、B元素比例，以改善脫模性并提升金屬液的流動(dòng)性。李師傅認(rèn)為這個(gè)方案與傳統(tǒng)壓鑄工藝很不一樣。但礙于胡博士的面子，李師傅還是去試了。試了一次后發(fā)現(xiàn)，脫模現(xiàn)象真的有明顯改觀，再調(diào)整了幾次，接近完美。李師傅很是興奮。

為了新配方新工藝能夠應(yīng)用到不同類型的產(chǎn)品，又歷時(shí)11個(gè)月，在不同產(chǎn)品做了200多次壓鑄及驗(yàn)證，最終固化了性能和材料配比上的平衡點(diǎn)；把抗腐蝕性能提升4倍，散熱能力提升30%，成型能力也更好，真正創(chuàng)造了一種新型鋁合金材料。

給天線瘦身整容

2012年，我們定下了AAU減體積、降重量的目標(biāo)：天線罩重量減少1/3，天線厚度降低1/3，為此成立了兩個(gè)攻關(guān)組，天線罩減重攻關(guān)組由結(jié)構(gòu)專家張博負(fù)責(zé)，天線厚度降低攻關(guān)組由徳國研究所外籍專家Stefan負(fù)責(zé)。

把天線厚度降低1/3，就好比“國字臉”整成“錐子臉”，是一個(gè)大整容手術(shù)。Stefan接到這個(gè)任務(wù)后，一直苦思冥想解決之道，一杯接一杯地喝咖啡。在一次方案研討時(shí)，Stefan問大家，為什么電視機(jī)能越來越薄？大家回答說是因?yàn)轱@示屏從CRT變成了液晶。這時(shí)大家意識(shí)到，要把天線厚度降低1/3，僅僅靠結(jié)構(gòu)布局的優(yōu)化是很難實(shí)現(xiàn)的，必須啟用新的技術(shù)。解決思路越來越清晰了，Stefan團(tuán)隊(duì)把影響天線厚度的關(guān)鍵因素識(shí)別出來，創(chuàng)新性地提出了把天線輻射單元高度降低1/3的低剖面架構(gòu)。這次的探索是在“無人區(qū)”，沒有任何指引，唯有一點(diǎn)一滴的自己摸索。

按照新思路做出了樣機(jī)，但測試效果非常差，Stefan等外籍專家沒有放棄，堅(jiān)信方向是對(duì)的，于是重頭再來，把仿真模型與實(shí)物一點(diǎn)一點(diǎn)對(duì)比，經(jīng)過近五個(gè)月的對(duì)比分析，終于找到了根因。

天線的外罩是天線的“盔甲”，要保護(hù)天線在大風(fēng)、暴雨、暴曬、低溫等極端環(huán)境下安然無恙，同時(shí)不能影響天線的信號(hào)，保障良好的電磁性能。傳統(tǒng)天線罩是玻璃鋼制成的，防護(hù)性能和電性能都很好，但是偏重。我們需要找到一種強(qiáng)度、電性能和玻璃鋼一樣好，但是重量更輕的材料。黎工是高分子材料的技術(shù)帶頭人，他先將目前所有的塑膠原料性能與我們的要求進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)沒有一種材料能夠滿足我們?cè)O(shè)想的輕型天線罩材料的要求。黎工拜訪了幾家國內(nèi)外領(lǐng)先的高分子材料研究機(jī)構(gòu)和裝備廠家，通過交流和評(píng)估，一致認(rèn)為可以以一種原料為基礎(chǔ)，調(diào)制出新的材料實(shí)現(xiàn)輕型天線罩，但要解決很多專業(yè)問題才行。于是2012實(shí)驗(yàn)室決定與幾個(gè)合作伙伴聯(lián)合開發(fā)這種輕型天線罩材料和工藝。在達(dá)成合作意向后，黎工與各領(lǐng)域的專家馬上投入開發(fā)。在材料實(shí)驗(yàn)室反復(fù)研究材料和加工性能，以一種原材料為基礎(chǔ)，通過調(diào)整塑膠原料和各種添加劑配比，改善性能和加工特性，不斷進(jìn)行測試和優(yōu)化。這個(gè)過程很像家里“和面”，不斷調(diào)整面粉、酵母、水、油、鹽的配比，努力做出一碗大家都喜歡的面。

經(jīng)過一年半，這種輕質(zhì)新型天線罩原材料被研發(fā)出來了，但要把新材料做成天線罩又是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在試模的過程中，天線罩生產(chǎn)不是很順暢，花了兩個(gè)星期才完成初樣。樣品一到手，張博就把半圓形的天線罩放在地上，直接踩踏上去，天線罩瞬間被碾平，起身后立馬回彈，天線罩沒有任何損壞。大家很是振奮。測試部針對(duì)樣品進(jìn)行了大量專業(yè)試驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)在低溫沖擊試驗(yàn)時(shí)存在問題，還需要改善加工工藝。張博和黎工專門跑到廠家現(xiàn)場。廠家的李博士反饋說，大量產(chǎn)品有凹凸、暗線和填充不足的問題。張博和黎工馬上在現(xiàn)場進(jìn)行了分析，確定了冷卻、退火、修模等一系列措施，并駐守在機(jī)器旁落實(shí)改進(jìn)，一直盯著模具出口處，希望天線罩能順利擠出。令人興奮的是，外觀良好尺寸合格的輕質(zhì)新型天線罩正如大家期盼的效果一樣呈現(xiàn)出來。經(jīng)過一周持續(xù)擠出驗(yàn)證，可以達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)的狀態(tài)，同時(shí)重新產(chǎn)出的天線罩在低溫沖擊試驗(yàn)中性能顯著提升，完全滿足產(chǎn)品使用要求。

天下無難事，只怕有心人。華為AAU持續(xù)減重、縮小體積，產(chǎn)品能力已獲得客戶廣泛認(rèn)可，全球已規(guī)模部署，2015年累計(jì)發(fā)貨超過10萬件。

一個(gè)人就能輕松舉起的天線-Easy Macro

更長久地活下去

經(jīng)歷過，才能深刻理解活下去的含義。圍繞客戶需求，堅(jiān)持創(chuàng)新，提供高品質(zhì)產(chǎn)品和解決方案，持續(xù)給客戶創(chuàng)造價(jià)值，是我們能夠活下來的原因：

2011年，提出single多頻天線，圍繞網(wǎng)絡(luò)性能設(shè)計(jì)天線；
2012年，推出全系列Single天線解決方案和業(yè)界首個(gè)Beamforming AAU；
2013年，率先推出EasyRET解決方案和SBS天線架構(gòu)，引領(lǐng)天線行業(yè)；
2013年，率先推出800/900MHz分頻5頻天線，增頻不增尺寸，突破LTE部署的天面瓶頸；
2013年，率先推出FA/D 3D電調(diào)天線商用產(chǎn)品，突破TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署的天面瓶頸；
2014年，率先推出全球首款超寬頻劈裂天線，開啟了6扇區(qū)大規(guī)模商用時(shí)代；
2015年，率先發(fā)布G/D/P系列平臺(tái)和AAU3961，突破4.5G網(wǎng)絡(luò)部署的天面瓶頸；
2015年，無源天線實(shí)現(xiàn)行業(yè)第一的歷史超越; AAU發(fā)貨過10萬，開啟規(guī)模商用時(shí)代；
2016年，率先推出實(shí)現(xiàn)9扇區(qū)劈裂天線、六頻4.5G天線的商用；
2016年，率先完成Massive MIMO外場測試，開啟5G技術(shù)；
2014-2016年，憑借在天線領(lǐng)域創(chuàng)新，連續(xù)4次獲得全球通信商業(yè)(GTB)大獎(jiǎng)。

第四屆全球天線暨AAU峰會(huì)，意大利羅馬

華為聯(lián)合沃達(dá)豐、德電、法電、西班牙電信發(fā)布“天線2020”白皮書

這6年，我們沒有辜負(fù)期望活了下來，我們還要更長久地活下去。

天饋業(yè)務(wù)部2015年年中全員宣講暨跨越雙十攻關(guān)表彰大會(huì)