5G时代天线技术革新：从1G到5G的通信革命与未来发展趋势

导读： 文章浏览阅读4.3k次，点赞3次，收藏24次。来源：电子万花筒过去二十年，我们见证了移动通信从1G到4G LTE的转变。在这期间，通信的关键技术在发生变化，处理的信息量成倍增长。...

5G高速率需求下的天线困境

5G通信以传输速度之快著称，这主要归功于毫米波技术和波束成形技术。然而，面对5G技术，传统天线显得力不从心。随着通信技术的迅猛发展，5G正快速推广开来。不过，传统天线已无法满足高速数据传输的需求，成为阻碍5G发展的关键因素。对于早期建设的基站，若使用传统天线，数据传输速度较慢，难以满足广大用户对高速网络服务的期望。

新体制天线技术亮相

目前，有两种新式天线技术引起了人们的注意。第一种技术通过耦合谐振器构建去耦网络，并设计成了紧密耦合的终端天线。而第二种技术则是依托于超材料（超表面）的MIMO和Massive MIMO天线阵列，旨在降低耦合度并提升性能。测试和评估了无源、有源及MIMO相关参数后，这两种天线在5G领域显现出显著优势，其应用前景广阔。在一些试点城市，新型的5G基站已经开始使用这种天线体制。这导致信号强度和传输速度都有了明显提升。

MIMO技术推动天线新时代

MIMO技术增强了通信效果，使得天线系统得到了极大的进步。这一技术从单一天线发展到现在的多天线阵列和系统，经历了漫长的演变。在基站应用中，大规模的天线阵列配置，利用多天线带来的空间灵活性和高效的多径处理能力，大幅提升了频谱的使用效率。在人口密集的大城市，一旦基站安装了大型天线，就能让众多用户同时获得快速而稳定的网络服务，这显著提高了用户的满意度。

5G高频段与定制化天线

5G技术常在较高频率的波段使用，可是一旦遭遇障碍，信号传输就会遭受较大干扰。所以，设计专用的天线变得尤为重要，它能显著增强网络的表现。特别是在城市里高楼大厦密集的区域，一般的天线很容易受到干扰，而定制天线却能依据环境特点对信号传输进行适当的调整和优化。在商业楼宇众多的区域，若使用定制天线，室内网络信号质量将会有显著提高。

天线技术的演进历程

天线技术从单一阵列演变至多阵列和多单元，从无源变为了有源，技术也从基础的MIMO升级至大规模MIMO，还从单波束技术进步到了多波束技术。过去的天线需要机械调整方向，但到了第三代，可以远程电子调整。若5G技术能实现自动调整，那将极具吸引力。它的演变过程，宛如手机天线的升级，从最初的外置单一天线，到如今的多频段内置天线，始终致力于满足我们的通信需求。

移动终端天线要求与应用

移动终端的天线既要小巧，又要能覆盖多个频段，还得兼容宽频段，并且具备调整功能。去相关性问题可以通过天线与电路设计的协同解决，但电路的解决方案带宽有限。例如，MEMS在低频段可以充当开关。若能在手机上对天线实施有效控制和重构，实现一机多用的目标将不再是难题。这款新手机，天线设计经过优化，使得信号接收能力更强，并且能够适配多个频段。

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