5G天線(xiàn)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(duì)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋問(wèn)題和5G天線(xiàn)技術(shù)挑戰(zhàn)，介紹了一種較新的解決方案——龍伯透鏡天線(xiàn)。

據(jù)了解，龍伯透鏡天線(xiàn)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(guó)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(xiàn)的原理利用多層介質(zhì)球體的折射特性，將單個(gè)天線(xiàn)單元的低增益、寬波束的電磁波信號(hào)匯集成高增益、窄波束的電磁波信號(hào)，該工作原理與光學(xué)透鏡聚焦原理相似，其優(yōu)點(diǎn)主要有五個(gè)。

一是，焦點(diǎn)、圓心、平面波方向在一條直線(xiàn)上（窄波束高增益）。

二是，不同位置波束形狀相同，更加容易實(shí)現(xiàn)多波束。

三是，無(wú)極化特性，滿(mǎn)足單極化、雙極化±45/HV、圓極化。

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

五是，相同增益，垂直波寬約是板狀天線(xiàn)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(shì)，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(xiàn)的應(yīng)用。

為開(kāi)發(fā)能夠量產(chǎn)商用的龍伯透鏡天線(xiàn)，粵海信從四個(gè)方面對(duì)該類(lèi)型天線(xiàn)的制造工藝進(jìn)行了改進(jìn)。

一是，解決了透鏡的材料問(wèn)題?；浐Ｐ磐ㄟ^(guò)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(mǎn)足300MHz—80GHz需求。

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

三是，解決了透鏡的損耗問(wèn)題。該類(lèi)材料具有低損耗、低反射的特點(diǎn)。通過(guò)測(cè)試，其增益值基本上差0.5ZB。

四是，解決了批量生產(chǎn)問(wèn)題。目前，該產(chǎn)品的80%工藝可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，良率得到保障。

五是，擁有多項(xiàng)基礎(chǔ)專(zhuān)利。據(jù)悉，粵海信掌握了5個(gè)與材料相關(guān)的專(zhuān)利、6個(gè)與工藝相關(guān)的專(zhuān)利、2個(gè)與結(jié)構(gòu)相關(guān)的專(zhuān)利，以及3個(gè)外觀(guān)專(zhuān)利。

基于此，鄭洪振表示，和國(guó)內(nèi)外的透鏡對(duì)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(xiàn)已在多個(gè)地方實(shí)現(xiàn)了商用，并且取得了一定的成績(jī)。

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，龍伯透鏡天線(xiàn)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(wèn)題，而且在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，龍伯透鏡天線(xiàn)的成本遠(yuǎn)低于Massive MIMO天線(xiàn)。適用于4G擴(kuò)容、5G高容量場(chǎng)景覆蓋、中等容量場(chǎng)景覆蓋，以及高鐵、大橋、隧道等多種特殊場(chǎng)景。

此外，毫米波龍勃透鏡天線(xiàn)還能夠解決5G中后期的大容量無(wú)線(xiàn)傳輸問(wèn)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(xiàn)，填補(bǔ)了新建基站的市場(chǎng)空白，解決了行業(yè)的痛點(diǎn)， 支持工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)千億級(jí)市場(chǎng)建設(shè)需要。

在車(chē)聯(lián)網(wǎng)方面，龍勃透鏡毫米波雷達(dá)解決方案，具有探距更遠(yuǎn)、分辨率更高、視野更廣、性?xún)r(jià)比更高、自主可控等特點(diǎn)，能夠替代進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品。

在衛(wèi)星通信方面，龍伯透鏡技術(shù)因其獨(dú)特的形狀和電特性，能夠輕易實(shí)現(xiàn)一副天線(xiàn)接收多顆衛(wèi)星信號(hào)、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(chē)、移動(dòng)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(chǎng)景。
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