天线新技术新生态与产业发展白皮书.pdf

天线新技术新生态与产业发展白皮书。进⼊5G时代以后，融合了射频和天线功能的⼤规模阵列产品（Massive MIMO）成为基站⽆线设备的主流形态，产品形态的变化对基站天线技术和产业的 发展都产⽣了深远的影响。在技术⽅⾯，通信制式的发展促使对基站天线的需求向 五个⽅向转变：从宽波束向窄波束转变，从单波束向多波束转变，从⼩阵列向⼤阵 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。在产业⽅⾯，天线 形态和需求的转变也促使传统天线产业⾰新⽣产技术，研发新材料和新⼯艺，推出 塑料⼀体化振⼦、天线滤波器⼀体化等创新⽅案，同时也更加注重产品的集成化、 ⼩型化和轻量化，以适应新技术新形态新需求。

5G NR将⼲播信道定义为多个可动态扫描的SSB，使⼲播波束也可以像业务波 束⼀样成为窄波束，利⽤窄波束提⾼天线波束的增益，增强基站的覆盖能⼒；⽽随 着频率的不断升⾼，传播和穿透的损耗显著增加，与提升射频发射功率等其他⽅法 相⽐，提升天线增益仍是同时改善上下⾏能⼒中最具性价⽐的⽅法，同时也是降低 基站设备功耗，实现绿⾊5G双碳⺫标的重要途径。因此可以预⻅，天线阵列的规 模还会越来越⼤，波束也会越来越窄。另⼀⽅⾯，窄波束的组⺴⽅式也促进了⺴络 的精细化设计，针对⽴体覆盖的差异化需求，天线波束的数量、层数、宽度及分布 等都可以进⾏针对性的设计，以增强基站的覆盖质量；与之对应地，波束的灵活性 和多样化⼜给⺴络的运维优化提出了巨⼤挑战，需要基站天线的调整能够更加智 能、更加⾼效。这将使得基站系统与天线间的耦合越来越紧密，天线的设计需要与 系统协同进⾏。为了增强天线的实时调控能⼒，天线也在阵列中引⼊越来越多的数 字器件，形成如数模正交新架构，和基带数字通道⼀起塑造天线的波束赋形能⼒。 可以说，波束更窄、增益（效率）更⾼、覆盖更准、赋形更智，是⺴络演进对天线 技术提出的⻓期需求。

从应⽤的⾓度来看，5G将移动通信的⺴络覆盖延伸到了前所未有的范围，上 ⾄航线，下⾄矿井，远⾄深海，天线的场景化应⽤需求也越来越丰富，基站天线切 实发挥了5G触⾓的作⽤。根据不同场景的环境特征与覆盖需求，设计针对性的天 线⽅案，并与5G NR特性相结合，场景化的天线设计可以⽐4G时代的特型天线更 进⼀步，成为5G精准覆盖的⾼性价⽐⽅案。在这些多元化的解决⽅案中，⼀些采 ⽤了新材料、新技术、新形态的天线⽅案也受到越来越多的关注。如采⽤了⼈⼯可 控介电常数材料的透镜天线，发挥了介质损耗低、聚焦能⼒强等特⾊，在⺴络中逐 步获得了应⽤。再如透明材料天线，通过新型⾼透导电材料的应⽤，不仅提⾼了天 线部署的环境适应性，还使得天线在玻璃、⻋窗等特殊载体上应⽤成为可能，并拓 展出了频率选择表⾯、波束增透等新应⽤⽅向。这些新材料、新技术、新形态的出 现，拓展了5G⺴络的覆盖⼲度，也为天线产业的发展打开了新的窗⼝。