基站天线的发展

摘要：天线（antenna)是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介（通常是自由空间）中传播的电磁波，或者进行相反的变换。

关键字：基站天线移动通信

正文：

1、天线概述

在蜂窝移动通信系统中，天线是通信设备电路信号与空间辐射电磁波的转换器，是空间无线通信的桥头堡，因此基站天线是移动通信系统的重要组成部分，其特性直接影响整个无线网络的整体性能。移动通信基站天线的发展主要经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，以及MIMO天线、有源天线等过程。

当前几乎不同的电信运营商需要不同类型的天线来满足其网络建设要求，而且价格仍然是各电信运营商进行天线选型的主要参考因素，然而价格的过度降低势必在某种程度上影响天线性能；其次各运营商建网时站点选择难度逐渐加大。这些都对基站天线的发展提出了新的挑战，如何提高基站天线的性价比且更好地应对站点选择难度逐渐加大等问题，是移动通信基站市场的后续发展趋势。从技术演进上，随着新一代无线通信系统LTE的出现，如何合理平衡基站天线性能与价格，设计具有智能波束赋形功能以及系统一体化集成功能的有源天线，是其技术演进的根本方向。

2 、移动通信天线市场需求发展趋势

⑴宽带化

随着站址资源的稀缺，使得基站天线要适用于各种环境场所；由于人们对视觉和电磁污染的重视程度越来越高，使得目前基站天线的伪装和美化成为必不可少的手段；由于人们对高质量、精细化的网络优化要求，促生了多种基站天线新的应用方案；由于站址资源的稀缺，多系统共站、多系统共天线的问题相应地提了出来，基站天线的宽带化正是在此背景下提出来的。天线的宽带化使得多系统共站以及多系统共天线成为了可能，这也有效缓解了运营商站址资源选择困难这一难题；其次，通过多系统共站公用天线可有效降低天线成本，这也符合运营商不断降低天线价格的需求。

多系统公用天线的例子如下：6 9 8～960 MHz，可同时应用于LTE700、LTE800、CDMA800、GSM900、UMTS900；1710～2690MHz，可同时应用于DCS1800、PCS1900、UMT S 2 1 0 0和L T

E2 6 0 0。当前越来越多电信运营商开始对宽带天线提出了需求，如Vodafone、Etisalat 以及Orange等都对宽带天线提出了强烈需求，RFS作为无线射频产品的全球领先供应商，已在2009年推出超宽带天线，后续的系列化产品已全部展开研发和设计。

⑵多频带化

无线通信系统新频段的增加，驱动了多频天线的需求。多频天线可以分为二频、三频、四频和五频等。通过使用多频天线，不仅能满足天线运营商扩展新应用、满足兼容未来新技术的要求，而且结合宽带化，还能满足不同天线运营商多系统共站、多系统共天线的需求。多频天线在一定程度上增加了天线重量与迎风面积，因此如何设计较轻且具有较小风载荷的多频天线，是多频天线发展的重要方向。

3、基站天线发展技术演进

随着3G、4G的快速发展以及运营商之间网络服务质量的激烈竞争，移动通信网络对基站天线的性能提出了更高的要求。

当前各天线设备供应商设计的很大一部分工作就是不断地降低天线成本，以应对运营商对天线价格不断降低的期望，然而在各大运营商不断追求更高网络服务质量的背景下，降低天线成本不应以牺牲天线性能为代价，特别是对于适合多系统共用天线的宽带多频化天线，如何在保证高性能的条件下，尽可能降低天线的成本，是各天线厂家不断改进设计的目标。

智能天线的巨大使用价值，主要表现为覆盖小区的智能生成，以及用户业务波束的自动跟踪等功能，可有效抑制干扰，提高频谱利用率，从而提高系统容量。因此，FDD基站天线的智能化特征是未来技术发展的又一方向。之所以称其发展方向是因为具有智能化特征，主要包含两层意思，一是多天线（MIMO）技术，二是赋形波束天线，其中MIMO天线技术要求天线各阵列单元之间有良好的隔离度与交叉极化鉴别度，以保证各单元天线间的非相关特性及极化分集接收增益；赋形波束天线要求各天线具备自身阵列单元的校准功能。

有源天线实现了天线与系统的高度集成，它在天线部分集成低噪放、功放、滤波器以及无源冷却装置，实现天线与射频有源模块的集成，振子单元通过插槽形式与馈电网络相连接，因此可以根据实际需要灵活改变阵子单元数。因此有源天线不仅可以实现覆盖网络的灵活变化，而且通过有源集成，消除射频电缆和链路引起的损耗，提高天线性能，提高用户峰值传输速率以及整个站点的数据传输能力。有源天线技术是对移动通信系统射频架构的变革，它通过采用“隐蔽式集成架构”，使得射频完全集成在天线罩内，有效降低能耗，减少

站点维护费用，而且还可以减少站点租赁费用，因此完全符合未来低成本、低能耗的绿色移动通信系统发展要求。

结论：

在学习《电磁波与电磁场》的过程中接触到了有关天线的知识，本次的论文的主要内容就是在课堂学习的基础上进一步对天线知识进行丰富和充实，本次选择的是关于基站天线的发展为主题。在收集资料的同时自己也学到了很多的知识，了解基站天线的发展以及未来的趋势这对我们未来的发展也是有着不小的帮助的，通信行业的发展较为迅速，各种技术的更新也是日新月异，所以，我们必须经常关注它的发展为未来的发展之路铺下坚定的基石！