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在過(guò)去的二十年里，我們見(jiàn)證了移動(dòng)通信從 1G 到 4G LTE 的轉(zhuǎn)變。在此期間，關(guān)鍵通信技術(shù)正在發(fā)生變化，處理的信息量成倍增長(zhǎng)。天線是實(shí)現(xiàn)這種跨越式改進(jìn)不可或缺的組件。

根據(jù)業(yè)界的定義，天線是一種轉(zhuǎn)換器，它將在傳輸線上傳播的導(dǎo)波轉(zhuǎn)換為在無(wú)界介質(zhì)(通常是自由空間)中傳播的電磁波，反之亦然，即發(fā)射或接收電磁波。通俗的講，無(wú)論是基站還是移動(dòng)終端，天線都充當(dāng)著發(fā)送和接收信號(hào)的中間件。

5G即將到來(lái)，各大運(yùn)營(yíng)商也在積極布局5G設(shè)備。 5G的傳輸速率比4G快十倍，這對(duì)天線系統(tǒng)提出了新的要求。在5G通信中，實(shí)現(xiàn)高速率的關(guān)鍵是毫米波和波束成形技術(shù)，但傳統(tǒng)天線顯然無(wú)法滿足這一需求。

以下是新加坡國(guó)立大學(xué)終身教授、IEEE Fellow陳志寧對(duì)5G移動(dòng)通信未來(lái)天線技術(shù)的解讀。

基站天線是隨著網(wǎng)絡(luò)通信而發(fā)展起來(lái)的，工程師根據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求設(shè)計(jì)不同的天線。因此，在過(guò)去幾代移動(dòng)通信技術(shù)中，天線技術(shù)也在不斷發(fā)展。

在1G時(shí)代，幾乎所有的全向天線都被使用了。當(dāng)時(shí)用戶數(shù)量很少，傳輸速率很低。此時(shí)，它仍然是一個(gè)模擬系統(tǒng)。

在2G時(shí)代，我們才剛剛進(jìn)入蜂窩時(shí)代?，F(xiàn)階段的天線已逐漸演變?yōu)槎ㄏ蛱炀€，一般的波瓣寬度有60°、90°和120°。以120°為例，它有三個(gè)扇區(qū)。

在2.5G和3G時(shí)代，出現(xiàn)了很多多頻段天線。因?yàn)榇藭r(shí)的系統(tǒng)非常復(fù)雜，如GSM、CDMA等，需要共存，所以多頻段天線是必然趨勢(shì)。為了降低成本和空間，多頻段成為現(xiàn)階段的主流。

MIMO技術(shù)增加了通信容量。此時(shí)，天線系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，即從最初的單天線發(fā)展到陣列天線和多天線。

然而，現(xiàn)在我們需要遠(yuǎn)觀。 5G的部署已經(jīng)開始。天線技術(shù)將在5G中扮演什么角色，5G對(duì)天線設(shè)計(jì)又會(huì)有什么影響?這是我們需要探索的問(wèn)題。

過(guò)去，天線的設(shè)計(jì)通常是非常被動(dòng)的：系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，提供指標(biāo)來(lái)定制天線。但是，目前5G的概念還不清楚。做天線設(shè)計(jì)的研發(fā)人員需要提前做好準(zhǔn)備，為5G通信系統(tǒng)提供解決方案，甚至通過(guò)新的天線解決方案或技術(shù)影響5G標(biāo)準(zhǔn)的定制和發(fā)展。

未來(lái)，天線必須與系統(tǒng)一起設(shè)計(jì)，而不是單獨(dú)設(shè)計(jì)。甚至可以說(shuō)，天線將成為5G的瓶頸。如果不突破這個(gè)瓶頸，系統(tǒng)上的信號(hào)處理就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，因此天線就成為了5G移動(dòng)通信系統(tǒng)。關(guān)鍵技術(shù)。天線不僅僅是一個(gè)輻射體，它具有濾波特性、放大作用、抑制干擾信號(hào)的作用。它不需要能量來(lái)實(shí)現(xiàn)增益，因此天線不僅僅是一個(gè)設(shè)備。

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