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5G技术专题天线集成化技术带来用户体

发布时间:2024/9/11 13:40:44   
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5G集成化天线的关键技术指标基站天线是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器,主要用于发射或接收电磁波,把传输线上的导行波转换成可以在自由空间传播的电磁波。基站天线性能的高低将直接决定移动通话功能的质量。整体来说,无论是基站还是移动终端,天线都是充当发射信号和接收信号的中介。5G使用较高频段,基站数量增加并带动基站天线需求量增长。由于低频的使用逐步饱和,并从低频往高频段拓展,在相同的覆盖面下,高频段组网所需基站数更多。众所周知,频率越高、波长减小、传输距离越远,天线传输损耗越大,接收到的信号功率显著减少,因此频段上移导致基站覆盖半径进一步缩减。从4G至5G,基站天线的发展以小型化、多频段、高效率的天线为当前天线技术的重要发展方向,天线的技术和价值持续提升,终端侧信号的接收功率取决于基站天线的发射功率、距离、材料和天线数量。4G时代以多频段天线为主,在5G时代,由于频段升高波长减小,接收信号减弱迫使增加天线阵子数量,因此,5G基站引入大规模数组天线(MassiveMIMO),即(Multiple-inputMultiple-output,多输入多输出)的选择方案。MassiveMIMO技术特点如下:(1)单面天线中从传统的2/8提升至64个、个甚至更多的天线振子(5G时代可能以64T64R大规模数组天线为主。(2)PCB板方面,传统的PCB板难以满足高频高速的5G信号传输需求,因此需要更高质量的高频PCB板及高频覆铜板材料以应用于MassiveMIMO天线中。(3)滤波器方面,5G天线发展趋向于天线+滤波器的一体化解决方案。由于5G在振子提升、高端PCB需求、以及天线+滤波器的一体发展,5G建设初期,单个天线系统(振子+PCB+天线罩+结构件+接口等)的价格从4G时期的元上升到约元。5G基站集成化天线带来材料变革——天线阵子天线需要通过多个天线振子调整辐射范围,天线振子作为天线的主要组成部分,主要负责将信号放大和控制信号辐射方向,同样可以使天线接收到的电磁信号更强。传统天线振子多为半波金属天线振子和贴片振子。半波振子装配复杂、成本高,更重要的是单件重量较大,贴片振子结构简单、重量小,但损耗大、效率低,对装配的精度要求高。4G时代,基站天线一般有10-40个振子,5G天线单面振子数将达到-个。5G时代应用频段上升,天线振子数量成倍增加,传统的金属振子因为重量大、安装成本高,已经无法满足要求,未来塑料振子将成为主流方案。塑料振子的激光工艺主要有激光直接成型LDS、选择性电镀PEP两种方案。LDS激光工艺适用于小型电子器件,目前在手机天线和各类智能终端天线中应用广泛。PEP工艺适用于较大型的设备,包括宏基站天线。因此塑料振子两种方案里,PEP塑料振子在性能、加工效率方面更有优势,有望成为5G天线振子的主流技术方案之一。塑料振子除了重量非常轻,还能实现传统钣金和压铸工艺振子所不能实现的精度要求,保证了振子对3.5G以上高频场景的适用要求。塑料天线振子还在发展初期,市场上参与企业有PEP工艺路线厂商的飞荣达,LDS工艺厂商则有在手机天线上已非常成熟的信维通信、硕贝德、立讯精密以及他们的一些代工厂。

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