基站天線的發(fā)展

摘要：天線（antenna）是一種變換器，它把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無界媒介（通常是自由空間）中傳播的電磁波，或者進行相反的變換。關(guān)鍵字：基站天線移動通信正文:1、 天線概述在蜂窩移動通信系統(tǒng)中，天線是通信設(shè)備電路信號與空間輻射電磁波的轉(zhuǎn)換器，是空間無線通信的橋頭堡，因此基站天線是移動通信系統(tǒng)的重要組成部分，其特性直接影響整個無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。移動通信基站天線的發(fā)展主要經(jīng)歷了全向天線、定向單極化天線、定向雙極化天線、電調(diào)單極化天線、電調(diào)雙極化天線、雙頻電調(diào)雙極化到多頻雙極化天線，以及MIMO天線、有源天線等過程。當(dāng)前幾乎不同的電信運營商需要不同類型的天線來滿足其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求，而且價格仍然是各電信運營商進行天線選型的主要參考因素，然而價格的過度降低勢必在某種程度上影響天線性能；其次各運營商建網(wǎng)時站點選擇難度逐漸加大。這些都對基站天線的發(fā)展提出了新的挑戰(zhàn)，如何提高基站天線的性價比且更好地應(yīng)對站點選擇難度逐漸加大等問題，是移動通信基站市場的后續(xù)發(fā)展趨勢。從技術(shù)演進上，隨著新一代無線通信系統(tǒng)LTE的出現(xiàn)，如何合理平衡基站天線性能與價格，設(shè)計具有智能波束賦形功能以及系統(tǒng)一體化集成功能的有源天線，是其技術(shù)演進的根本方向。2、 移動通信天線市場需求發(fā)展趨勢⑴寬帶化隨著站址資源的稀缺，使得基站天線要適用于各種環(huán)境場所；由于人們對視覺和電磁污染的重視程度越來越高，使得目前基站天線的偽裝和美化成為必不可少的手段；由于人們對高質(zhì)量、精細(xì)化的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化要求，促生了多種基站天線新的應(yīng)用方案；由于站址資源的稀缺，多系統(tǒng)共站、多系統(tǒng)共天線的問題相應(yīng)地提了出來，基站天線的寬帶化正是在此背景下提出來的。天線的寬帶化使得多系統(tǒng)共站以及多系統(tǒng)共天線成為了可能，這也有效緩解了運營商站址資源選擇困難這一難題；其次，通過多系統(tǒng)共站公用天線可有效降低天線成本，這也符合運營商不斷降低天線價格的需求。多系統(tǒng)公用天線的例子如下：698?960MHz，可同時應(yīng)用于LTE700、LTE800、CDMA800、GSM900、UMTS900；1710?2690MHz，可同時應(yīng)用于DCS1800、PCS1900、UMTS2100和LT

E2600。當(dāng)前越來越多電信運營商開始對寬帶天線提出了需求，如Vodafone、Etisalat以及Orange等都對寬帶天線提出了強烈需求，RFS作為無線射頻產(chǎn)品的全球領(lǐng)先供應(yīng)商，已在2009年推出超寬帶天線，后續(xù)的系列化產(chǎn)品已全部展開研發(fā)和設(shè)計。⑵多頻帶化無線通信系統(tǒng)新頻段的增加，驅(qū)動了多頻天線的需求。多頻天線可以分為二頻、三頻、四頻和五頻等。通過使用多頻天線，不僅能滿足天線運營商擴展新應(yīng)用、滿足兼容未來新技術(shù)的要求，而且結(jié)合寬帶化，還能滿足不同天線運營商多系統(tǒng)共站、多系統(tǒng)共天線的需求。多頻天線在一定程度上增加了天線重量與迎風(fēng)面積，因此如何設(shè)計較輕且具有較小風(fēng)載荷的多頻天線，是多頻天線發(fā)展的重要方向。3、基站天線發(fā)展技術(shù)演進隨著3G、4G的快速發(fā)展以及運營商之間網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的激烈競爭，移動通信網(wǎng)絡(luò)對基站天線的性能提出了更高的要求。當(dāng)前各天線設(shè)備供應(yīng)商設(shè)計的很大一部分工作就是不斷地降低天線成本，以應(yīng)對運營商對天線價格不斷降低的期望，然而在各大運營商不斷追求更高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的背景下，降低天線成本不應(yīng)以犧牲天線性能為代價，特別是對于適合多系統(tǒng)共用天線的寬帶多頻化天線，如何在保證高性能的條件下，盡可能降低天線的成本，是各天線廠家不斷改進設(shè)計的目標(biāo)。智能天線的巨大使用價值，主要表現(xiàn)為覆蓋小區(qū)的智能生成，以及用戶業(yè)務(wù)波束的自動跟蹤等功能，可有效抑制干擾，提高頻譜利用率，從而提高系統(tǒng)容量。因此，F(xiàn)DD基站天線的智能化特征是未來技術(shù)發(fā)展的又一方向。之所以稱其發(fā)展方向是因為具有智能化特征，主要包含兩層意思，一是多天線（MIMO）技術(shù)，二是賦形波束天線，其中MIMO天線技術(shù)要求天線各陣列單元之間有良好的隔離度與交叉極化鑒別度，以保證各單元天線間的非相關(guān)特性及極化分集接收增益；賦形波束天線要求各天線具備自身陣列單元的校準(zhǔn)功能。有源天線實現(xiàn)了天線與系統(tǒng)的高度集成，它在天線部分集成低噪放、功放、濾波器以及無源冷卻裝置，實現(xiàn)天線與射頻有源模塊的集成，振子單元通過插槽形式與饋電網(wǎng)絡(luò)相連接，因此可以根據(jù)實際需要靈活改變陣子單元數(shù)。因此有源天線不僅可以實現(xiàn)覆蓋網(wǎng)絡(luò)的靈活變化，而且通過有源集成，消除射頻電纜和鏈路引起的損耗，提高天線性能，提高用戶峰值傳輸速率以及整個站點的數(shù)據(jù)傳輸能力。有源天線技術(shù)是對移動通信系統(tǒng)射頻架構(gòu)的變革，它通過采用“隱蔽式集成架構(gòu)”，使得射頻完全集成在天線罩內(nèi)，有效降低能耗，減少

站點維護費用，而且還可以減少站點租賃費用，因此完全符合未來低成本、低能耗的綠色移動通信系統(tǒng)發(fā)展要求。結(jié)論：在學(xué)習(xí)《電磁波與電磁場》的過程中接觸到了有關(guān)天線的知識，本次的論文的主要內(nèi)容就是在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進一步對天線知識進行豐富和充實，本次選擇的是關(guān)于基站天線的發(fā)展為主題。在收集資