​​2025年天线行业分析:从“哑设备”到“智简网络”核心的演进之路​​

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  • 发布时间:2025/10/21
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智简天线能力演进白皮书(2025年)-中国移动.pdf

智简天线能力演进白皮书(2025年)-中国移动。随着移动通信向5G-A/6G迈进,网络性能提升与系统复杂度、能耗及部署成本之间的矛盾越来越突出,面对AI的爆发式增长,为突破容量、能效和场景适配等方面的瓶颈,智简网络[1]的概念被提出。智简网络要以AI为核心,用极简架构、极简协议、极简运维,实现高效自治,达成“网络极简、体验极智”的效果。TMForum调查显示,91%以上国际运营商计划在2025–2027年实现L4级高阶自智网络[2]。天线作为网络信号收发的末端节点,必然也要跟随智简网络的需求,朝着“智”和“简”...

在5G-Advanced(5G-A)与6G技术浪潮的推动下,移动通信网络正面临性能提升与系统复杂度、能耗及成本之间日益尖锐的矛盾。作为网络信号收发的关键末端节点,基站天线的角色正发生根本性转变。传统上被视为“哑设备”的无源部件,如今正朝着以人工智能(AI)为核心的“智”与架构“简”的方向深度演进。中移智库与中国移动研究院最新发布的《智简天线能力演进白皮书(2025年)》明确指出,智简天线将成为破解未来网络容量、能效与场景适配瓶颈的关键。这一变革不仅关乎技术路径,更将重塑天线行业的竞争格局与价值链,驱动一场从硬件设计到网络运维的全面创新。本文将深入分析智简天线的核心驱动力、关键技术路径及对未来产业生态的深远影响。

​​一、智能化成为天线价值重塑的核心驱动力,AI深度融合催生网络自治新范式​​

天线的智能化演进包含两个相辅相成的维度:“天线为AI”(Antenna for AI)与“AI为天线”(AI for Antenna)。这标志着天线从单纯的信号收发器,升级为具备感知、决策和执行能力的智能网元,是网络实现高阶自智(L4级及以上)的物理基础。根据TM Forum的调查,超过91%的国际运营商计划在2025-2027年间实现L4级自智网络,这一宏伟目标对天线的基础能力提出了前所未有的要求。

在“天线为AI”的维度上,其首要任务是解决数据的精准采集问题。传统天线部署依赖人工记录与关联RET(远程电调单元)与RRU(射频拉远单元)的序列号,人为错误和复杂的拓扑映射常常导致网管数据失真,使得后续的精细优化无从谈起。未来的智简天线将通过内置信号解析模块与耦合电路,自动识别并关联小区信息与物理端口,实现对射频链路状态的实时监控与故障告警。同时,集成高精度工参模块(甚至支持RTK校准)可实时获取天线的方位角、倾角、地理位置等姿态数据。这些动态、准确的数据是构建网络数字孪生体的基石,为AI算法进行覆盖质量分析、干扰定位和优化策略生成提供了不可或缺的输入。更进一步,天线将超越自身状态感知,向环境感知与频谱探测拓展。通过内置超宽带天线或专用传感器,基站可以被动感知周边电磁频谱,构建实时“频谱地图”,这对于低空经济背景下无人机等新辐射源的识别、定位与电磁安防至关重要。天线部署的天然高度优势也使其成为环境监测的理想平台,可采集PM2.5、温湿度、风速风向等数据,为智慧城市提供海量、高价值的微观环境信息。

在“AI为天线”的维度上,人工智能技术正深度赋能天线的设计、优化与运维全生命周期。面对潮汐效应明显的场景(如办公区与住宅区),基于LSTM等算法的AI模型可以学习历史话务量、用户分布乃至天气日历数据,精准预测业务趋势,并自动指令天线波束在日间对准办公区、夜间转向居民区,实现网络资源的“按需分配”。在能效提升方面,AI可根据实时网络负载,智能决策关断冗余载波或射频通道,在保障基本覆盖的前提下实现20%-40%的节能效果,响应绿色低碳目标。运维模式也将被颠覆,AI能够关联分析多源数据,自动诊断天线故障(如硬件损坏或工参偏移),变被动响应为主动预测性维护,大幅降低运维成本与业务中断时间。面向6G的典型场景,如近场通信和Cell-Free架构,传统波束赋形理论面临挑战,而AI(如图神经网络GNN和强化学习)能够高效求解多接入点协同覆盖、近场能量聚焦等复杂非线性优化问题,为超大规模天线系统的实用化铺平道路。甚至在天线设计环节,AI模型有望替代耗时的全波仿真,通过机器学习快速映射天线结构参数与性能指标,自动寻优设计方案,显著提升研发效率。

​​二、极简融合是应对天面资源危机的必然选择,技术创新驱动架构与形态深度整合​​

随着5G-A/6G引入新频段,有限的基站天面空间承受着巨大压力。大规模天线阵列的普及使得风荷载和抱杆承重逼近物理极限,黄金挂高位置日趋饱和,而密集城区的天面租金持续上涨。这一切都迫切要求天线产业通过极简融合技术,实现“增频段不增天面”的目标,具体体现在降通道、降抱杆、降功耗、降体积重量等多个维度。

降通道的核心挑战在于平衡大规模阵列的性能与功耗、成本。面向6G的U6G(上6GHz)频段,阵列规模可能达到数千阵元,全数字架构将导致功耗和成本难以承受。中国移动提出的数模混合架构成为破局关键。该架构通过电子移相器在模拟域实现波束的快速、宽范围扫描,与数字通道协同工作,从而在保持覆盖能力的同时,大幅减少数字通道数量。商用实践表明,该架构可使数字通道数量降低50%以上,整机功耗下降约30%。其核心在于高性能电子移相器的突破,需满足低插损、高功率和快响应的要求,并配套智能波束管理策略以降低系统开销。

降抱杆主要通过共天面技术实现,具体路径包括无源共天面(P+P)、有源共天面(A+A)以及有源无源共天面(A+P)。A+A技术将多个频段的Massive MIMO阵列集成于单一天线形态中,其技术核心是紧凑型宽带天线单元、密集阵馈电以及多频阵列间的解耦。例如,对于2.6G和4.9G频段,可采用上下分区、双频共用单元或电磁透明振子等方案,通过优化阵列排布和去耦技术(如超材料应用),在有限口径内实现性能最优。而A+P技术则挑战更大,需将低频无源阵列与高频有源阵列(如AAU)集成。其最大难点在于解决高频信号在穿透低频阵列时的电磁兼容性问题。频率选择表面(FSS)这一电磁超材料技术发挥了关键作用。FSS可作为低频天线的反射板,同时对高频信号呈现“透明”特性,允许其几乎无损耗地穿透,从而实现有源与无源系统在物理空间上的高效复用。

降功耗与降体积重量则依赖于材料、工艺和结构设计的持续创新。绿色高效的天线通过采用压铸一体化辐射单元、低损耗PCB材料、空气带线馈电网络(少电缆技术)以及环保型低损耗天线罩,显著提升能量转换效率。轻量化则通过集成化设计(如多层空间复用阵列)、结构优化(减薄反射板厚度)和新材料应用(如轻合金、PPS/LCP工程塑料、复合材料)来实现,这不仅减轻了杆塔负荷,也降低了全生命周期的碳足迹。这些“简”化的努力,共同指向一个目标:在性能持续增强的前提下,让天线的部署更便捷、运营更经济、网络更可持续。

​​三、场景化定制是提升网络投资效率的关键,精准覆盖方案解锁低空、居民区等价值领域​​

网络覆盖场景正从传统的陆地平面向“空-天-地-海”立体空间扩展,一刀切的天线方案已无法满足多样化的需求。针对特定场景的深度定制,成为以高性价比提升网络质量、降低建设成本的有效途径。中国移动在高铁、低空、居民区、隧道等场景的实践,充分展示了场景化天线的巨大价值。

低空经济是当前最炙手可热的新兴领域之一。低空覆盖天线(双翼天线)采用垂直双波束技术,一个波束服务地面用户,另一个波束专门指向低空。为了克服传统波束在垂直面存在零点导致覆盖不连续的问题,创新的余割平方波束赋形技术被引入。该技术能使天线增益随仰角按特定规律变化,实现在水平维同等高度下准等效全向辐射功率(EIRP)均匀覆盖,从而为无人机、电动垂直起降飞行器等提供连续、稳定的网络连接,避免了为低空单独建站的巨额成本。

在复杂的居民区场景,射灯天线需要应对不同楼高、楼间距和建筑材料带来的挑战。针对超高层楼宇对打,可采用波束赋形技术,将波束能量最大指向低楼层,补偿距离和入射角带来的衰减,有效解决低楼层弱覆盖难题。同时,根据建筑物表面材料(混凝土、玻璃)的极化响应差异,选择匹配的天线极化方式,可以显著降低穿透损耗。未来,结合波束可调技术,使天线波束宽度能够灵活适配不同楼宇特征,将进一步提升覆盖精准度和资源利用率。

隧道场景则对天线的可靠性、风阻和安装便捷性有极高要求。与传统泄漏电缆方案相比,新型贴壁式隧道天线具有支持多频段、容量高、施工便捷的优点。其采用高增益窄波束、流线型低风阻外形和双向覆盖设计,适应隧道内恶劣环境。更有前瞻性的创新是“漏波漏缆”设计,它将天线功能集成于类似漏缆的细长形态中,横截面尺寸与漏缆一致,使用相同夹具安装,极大降低了在高铁等高速场景下的部署风险与难度,代表了隧道覆盖方案的重要演进方向。​

以上就是关于2025年天线行业发展的分析。智简天线的发展脉络清晰地表明,天线已不再是通信网络中一个静态、被动的部件,而是通过“智”与“简”的双轮驱动,主动融入网络的核心决策与优化闭环。智能化赋予了天线感知与执行的“智慧”,使其成为自智网络的神经末梢;极简融合则通过架构创新应对了物理空间的硬约束,保证了网络演进的可行性与经济性;而场景化定制则确保了网络投资能够精准投向最具价值的领域。未来,随着6G研究的深入和AI技术的持续突破,天线产业将迎来更大的创新空间与市场机遇。产学研各方需协同努力,攻克芯片、材料、算法等关键环节,共同推动智简天线技术的成熟与规模化应用,为构建高效、绿色、智能的下一代移动通信基础设施奠定坚实基础。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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