毫米波/大规模MIMO/波束成形等，5G关键技术给天线设计带来了怎样的挑战？

2019-08-01 10:47

小基站技术

小基站主要专注热点区域的容量吸收和弱覆盖区的信号增强，信号覆盖范围从十几米到几百米。小基站在在3G时代就已开始应用，以家庭基站是作为3G网络室内覆盖和业务分流的重要方案。

在2G时代，由于宏基站覆盖范围较广，室内主要采用室分系统为主，小基站应用场景相对有限。在3G时代，由于仍然以采取宏基站覆盖为主，加上3G时代过度至4G时代迅速，所以小基站应用并不多。在4G时代，业务以移动业务和数据为主，并在解决接入速率和吞吐量等技术大幅提升，因此小基站发展也有限。

等到了5G时代，小基站必须提供更大容量和多个服务频段、输出功率和载波，同时还要保持当前尺寸、功率，这样才能满足5G网络的连接数密度、毫秒级的端到端时延等技术和服务需求，因此，同大规模MIMO和毫米波对天线的需求类似，只是小基站还要满足对功率的需求。

波束成形

在大规模MIMO中其实已经有提到波束成形的概念，顾名思义，波束成形用于将无线电波定向到目标。这种方式使特定角度的信号受到结构干涉，而其他信号则受到相消干涉，以此来提高信号质量和数据传输速度。

而实现波束成形，则可以使用相控阵天线技术。

相控阵原本是用于雷达的技术，它是从阵列天线发展起来的，主要依靠相位变化实现天线波束指向在空间的移动或扫描，亦称电子扫描阵列（ESA）天线。天线单元可以是单个的波导喇叭天线、偶极子天线、贴片天线等。

相控阵天线在雷达上的应用已经很成熟，5G只需拿现成的天线过来用即可，唯一要解决的的问题就是成本以及散热。

写在最后

5G的一些其他技术，诸如非正交多址接入（NOMA）、信道编码（极化码、LDPC）与天线的关联较小，笔者在此便不多赘述。

总体看来，5G天线朝着小型化、阵列化、感知化、定制化等方向发展，成本也是5G天线密切关注的点，5G天线未来会以何种形式展现在我们面前，就看天线厂商们怎么“大显神通”吧。

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