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5G通信需要什么样的天线呢?
- 2021-07-02-

  在过去的二十年里,我们见证了移动通信从 1G 到 4G LTE 的转变。在此期间,关键通信技术正在发生变化,处理的信息量成倍增长。天线是实现这种跨越式改进不可或缺的组件。

  根据业界的定义,天线是一种转换器,它将在传输线上传播的导波转换为在无界介质(通常是自由空间)中传播的电磁波,反之亦然,即发射或接收电磁波。通俗的讲,无论是基站还是移动终端,天线都充当着发送和接收信号的中间件。

  5G即将到来,各大运营商也在积极布局5G设备。 5G的传输速率比4G快十倍,这对天线系统提出了新的要求。在5G通信中,实现高速率的关键是毫米波和波束成形技术,但传统天线显然无法满足这一需求。

  以下是新加坡国立大学终身教授、IEEE Fellow陈志宁对5G移动通信未来天线技术的解读。

  基站天线是随着网络通信而发展起来的,工程师根据网络需求设计不同的天线。因此,在过去几代移动通信技术中,天线技术也在不断发展。

  在1G时代,几乎所有的全向天线都被使用了。当时用户数量很少,传输速率很低。此时,它仍然是一个模拟系统。

  在2G时代,我们才刚刚进入蜂窝时代。现阶段的天线已逐渐演变为定向天线,一般的波瓣宽度有60°、90°和120°。以120°为例,它有三个扇区。

  在2.5G和3G时代,出现了很多多频段天线。因为此时的系统非常复杂,如GSM、CDMA等,需要共存,所以多频段天线是必然趋势。为了降低成本和空间,多频段成为现阶段的主流。

  MIMO技术增加了通信容量。此时,天线系统进入了一个新时代,即从最初的单天线发展到阵列天线和多天线。

  然而,现在我们需要远观。 5G的部署已经开始。天线技术将在5G中扮演什么角色,5G对天线设计又会有什么影响?这是我们需要探索的问题。

  过去,天线的设计通常是非常被动的:系统设计完成后,提供指标来定制天线。但是,目前5G的概念还不清楚。做天线设计的研发人员需要提前做好准备,为5G通信系统提供解决方案,甚至通过新的天线解决方案或技术影响5G标准的定制和发展。

  未来,天线必须与系统一起设计,而不是单独设计。甚至可以说,天线将成为5G的瓶颈。如果不突破这个瓶颈,系统上的信号处理就无法实现,因此天线就成为了5G移动通信系统。关键技术。天线不仅仅是一个辐射体,它具有滤波特性、放大作用、抑制干扰信号的作用。它不需要能量来实现增益,因此天线不仅仅是一个设备。


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