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1、 引 21.规模阵列架构与技术演进 41.1.数模正交架构与实现 41.2.阵列分组复 51.3.电磁超材料技术应 62.绿效天线技术 72.1.设计中的绿效技术 72.2.产中的绿环保技术 92.3.绿效天线指标评价体系 103.多元化深度覆盖天线案 133.1.城区室内场景 143.2.农村低容量场景 203.3.交通场景 213.4.海域场景 253.5.空天地体化场景 273.6.透镜天线应 293.7.智能化调控应 304.前沿技术展望 324.1.介质天线 324.2.液晶相控阵天线 324.3.液态属天线 334.4.稀疏阵技术 344.5.轨道动量天线 344.6.信息超材料
2、35结语 35参考献 36录 引 进5G时代以后,融合了射频和天线功能的规模阵列产品(Massive MIMO)成为基站线设备的主流形态,产品形态的变化对基站天线技术和产业的发展都产了深远的影响。在技术,通信制式的发展促使对基站天线的需求向五个向转变:从宽波束向窄波束转变,从单波束向多波束转变,从阵列向阵列转变,从单频段向多频段转变,从静态覆盖向动态扫描转变。在产业,天线形态和需求的转变也促使传统天线产业新产技术,研发新材料和新艺,推出塑料体化振、天线滤波器体化等创新案,同时也更加注重产品的集成化、型化和轻量化,以适应新技术新形态新需求。5G NR将播信道定义为多个可动态扫描的SSB,使播波束
3、也可以像业务波束样成为窄波束,利窄波束提天线波束的增益,增强基站的覆盖能;随着频率的不断升,传播和穿透的损耗显著增加,与提升射频发射功率等其他法相,提升天线增益仍是同时改善上下能中最具性价的法,同时也是降低基站设备功耗,实现绿5G双碳标的重要途径。因此可以预,天线阵列的规模还会越来越,波束也会越来越窄。另,窄波束的组式也促进了络的精细化设计,针对体覆盖的差异化需求,天线波束的数量、层数、宽度及分布等都可以进针对性的设计,以增强基站的覆盖质量;与之对应地,波束的灵活性和多样化给络的运维优化提出了巨挑战,需要基站天线的调整能够更加智能、更加效。这将使得基站系统与天线间的耦合越来越紧密,天线的设计需
4、要与系统协同进。为了增强天线的实时调控能,天线也在阵列中引越来越多的数字器件,形成如数模正交新架构,和基带数字通道起塑造天线的波束赋形能。可以说,波束更窄、增益(效率)更、覆盖更准、赋形更智,是络演进对天线技术提出的期需求。从应的度来看,5G将移动通信的络覆盖延伸到了前所未有的范围,上航线,下矿井,远深海,天线的场景化应需求也越来越丰富,基站天线切实发挥了5G触的作。根据不同场景的环境特征与覆盖需求,设计针对性的天线案,并与5G NR特性相结合,场景化的天线设计可以4G时代的特型天线更进步,成为5G精准覆盖的性价案。在这些多元化的解决案中,些采了新材料、新技术、新形态的天线案也受到越来越多的关
5、注。如采了可控介电常数材料的透镜天线,发挥了介质损耗低、聚焦能强等特,在络中逐步获得了应。再如透明材料天线,通过新型透导电材料的应,不仅提了天线部署的环境适应性,还使得天线在玻璃、窗等特殊载体上应成为可能,并拓展出了频率选择表、波束增透等新应向。这些新材料、新技术、新形态的出现,拓展了5G络的覆盖度,也为天线产业的发展打开了新的窗。随着双碳战略的发布和实施,绿低碳也将成为天线技术和产业发展的重要驱动。5G基站的能耗问题在建设初期引起了各的关注,运营商和产业也在不断提出新的技术案,持续推动基站设备的节能降耗。基站天线作为线能量转换的媒介,也越来越需要考虑产和应中的碳排放和能量损耗,需要从设计、产
6、和2应等各个环节开展研究和技术新,以适应绿低碳的时代要求,保持和提天线业的全球期竞争。本书将着眼于上述演进需求和新技术向,对后5G时代基站天线的能要求、关键技术和推进向进初步阐述,希望能够为产业在规划设计产品和解决案时提供参考。第章阐述规模阵列天线的架构和技术演进;第章从绿低碳的需求视描述天线的设计、产和指标评价体系;第三章探讨场景化应对天线的需求和创新向;第四章对天线的前沿技术进展望。31.规模阵列架构与技术演进 1.1.数模正交架构与实现 规模阵列是进5G以后基站天线的主流演进向。规模阵列是天线覆盖能提升的主要式,其对天线波束的精准调控能也是络精细优化的基础。扩阵列规模虽然是实现天线增益提