5G天線技術(shù)面臨哪些挑戰(zhàn)?

9月17日，在茅山論道：5G產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新論壇上，粵海信總工程師鄭洪振針對5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題和5G天線技術(shù)挑戰(zhàn)，介紹了一種較新的解決方案——龍伯透鏡天線。

據(jù)了解，龍伯透鏡天線源自龍伯透鏡或倫伯透鏡（Luneburg lens）。這種透鏡的模型，最早是1944年由美國數(shù)學(xué)家魯?shù)婪颉た枴けR納伯格（Rudolf Karl Lüneburg）提出的。該透鏡天線的原理利用多層介質(zhì)球體的折射特性，將單個天線單元的低增益、寬波束的電磁波信號匯集成高增益、窄波束的電磁波信號，該工作原理與光學(xué)透鏡聚焦原理相似，其優(yōu)點主要有五個。

一是，焦點、圓心、平面波方向在一條直線上（窄波束高增益）。

二是，不同位置波束形狀相同，更加容易實現(xiàn)多波束。

三是，無極化特性，滿足單極化、雙極化±45/HV、圓極化。

四是，波束陡降，多波束時波束之間的干擾較小，交疊帶窄，大容量場景擴容能力優(yōu)秀。

五是，相同增益，垂直波寬約是板狀天線的3-4倍，有效提升覆蓋深度。

盡管龍伯透鏡有很多天然技術(shù)優(yōu)勢，但是要想廣泛應(yīng)用并非易事。鄭洪振表示，主要原因是受限于材料，是低介電常數(shù)的材料限制了龍伯透鏡天線的應(yīng)用。

為開發(fā)能夠量產(chǎn)商用的龍伯透鏡天線，粵海信從四個方面對該類型天線的制造工藝進行了改進。

一是，解決了透鏡的材料問題。粵海信通過多次調(diào)整配方，得到了介電常數(shù)靈活可控的新材料，使頻率滿足300MHz—80GHz需求。

二是，解決了透鏡的重量問題。目前材料重量與泡沫相似，每立方米的重量不超過30公斤，平均重量是25公斤左右。

三是，解決了透鏡的損耗問題。該類材料具有低損耗、低反射的特點。通過測試，其增益值基本上差0.5ZB。

四是，解決了批量生產(chǎn)問題。目前，該產(chǎn)品的80%工藝可以實現(xiàn)自動化，良率得到保障。

五是，擁有多項基礎(chǔ)專利。據(jù)悉，粵海信掌握了5個與材料相關(guān)的專利、6個與工藝相關(guān)的專利、2個與結(jié)構(gòu)相關(guān)的專利，以及3個外觀專利。

基于此，鄭洪振表示，和國內(nèi)外的透鏡對比，新一代透鏡，性能更優(yōu)，介電常數(shù)靈活可控，重量輕，成本低，生產(chǎn)效率高，可批量。

據(jù)介紹，粵海信新型龍伯透鏡天線已在多個地方實現(xiàn)了商用，并且取得了一定的成績。

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，龍伯透鏡天線利用高波束、多增益的特性可以給5G賦能，解決覆蓋、容量等問題，而且在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，龍伯透鏡天線的成本遠低于Massive MIMO天線。適用于4G擴容、5G高容量場景覆蓋、中等容量場景覆蓋，以及高鐵、大橋、隧道等多種特殊場景。

此外，毫米波龍勃透鏡天線還能夠解決5G中后期的大容量無線傳輸問題。

在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)方面，粵海信與佛山聯(lián)通簽了戰(zhàn)略合作協(xié)議，利用5G小站+龍伯透鏡天線，填補了新建基站的市場空白，解決了行業(yè)的痛點， 支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)千億級市場建設(shè)需要。

在車聯(lián)網(wǎng)方面，龍勃透鏡毫米波雷達解決方案，具有探距更遠、分辨率更高、視野更廣、性價比更高、自主可控等特點，能夠替代進口同類產(chǎn)品。

在衛(wèi)星通信方面，龍伯透鏡技術(shù)因其獨特的形狀和電特性，能夠輕易實現(xiàn)一副天線接收多顆衛(wèi)星信號、寬角度的多波束覆蓋等功能，在艦船衛(wèi)星通信、衛(wèi)星新聞轉(zhuǎn)播車、移動式衛(wèi)星地面站、近地衛(wèi)星定位以及衛(wèi)星電視接收等方面有著廣闊的應(yīng)用場景。
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