这完全是关于5G的天线

本文出现在Microwaves＆Rf.并已通过许可发布。

在学习5G NR操作时，它并不立即通过使用先进的天线技术满足3GPP标准的所有目标。天线通常被忽视并用漠不关心处理。毕竟，天线只是你必须穿上收音机的滋扰金属的东西。在5G的情况下，天线在实现预期的特征和性能方面发挥着重要作用。

5G NR的主要目标是：

• embb：增强的移动宽带（EMBB）意味着更多的用户容量和更高的数据速率。将用户容量增加至少1,000倍，并将下行链路（DL）数据速率提升到10 GB / s，每个订户至少为100 Mb / s。
• MMTC：大量机床型通信（MMTC）有效地意味着物联网（物联网）。5G标准满足低功耗，成本低，低数据速率的需求，通常与IOT相关联，以将数百万不同的东西无线连接到互联网。
• Urllc：超可靠的低延迟通信（URLLC）。延迟是启动操作与操作发生的时间之间的时间延迟。在许多无线系统中，这种延迟是有害的或其他淘汰因素。

工厂自动化具有机器人，先进的驾驶员辅助系统（ADAS），可提高新车辆的安全性，最终，自动驾驶汽车或卡车都依赖于低延迟。新的5G标准要求1毫秒或更少的延迟，这应该满足这些需求。

新的5G系统证明，通过使用多个天线方法，可以满足这些目标，尤其是embb：

mimo.

导致5G的高望值特征的第一天线技术是多输入，多输出（MIMO）。MIMO使用多个天线加上他们的收发器。要发送的串行数据被分成多个数据流，每个数据流调制单个载波。然后在相同的带宽上同时发送所有这样的信号。

因为每个通道的天线是充分间隔的，所以每个信号将行进稍微不同的路径。这可确保衰落和其他问题大大最小化，从而提高了链路可靠性并导致较少的呼叫和文本。

MIMO系统定义天线和路径的数量。例如，可以存在四个发送天线，并且表示为4×4或4T4R的四个接收天线。可以构建各种MIMO配置;5G可以定义高达8T8R。

除了提高链路可靠性之外，多个流可以通过n的因子提高数据速率，其中n是发射天线的数量。每秒千兆位的数据速率是可能的。添加到更广泛的40,80和160 MHz Plus载波聚合和调制最多64QAM的频道和数据速率可能会飙升。

波束成形

另一个使5G工作的天线技术是敏捷波束成形。这是使用特殊天线产生非常窄的光束的过程，该光束可以旋转到所需方向的点。该技术更有可能用于毫米波（MMWAVE）频带。

高度聚焦的光束表明信号已经集中或聚焦，这意味着已经提高了有效的辐射功率。较强的窄梁将更远，有时更有效地穿透建筑物和其他障碍。并且在广泛的角度上定位光束的能力使得可以最小化或无效地输出强的干扰信号。

提供此功能的技术是相位阵列。相控阵列是许多小天线元件的面板，每个都有一个Tx和Rx加上增益控制和相位变化。通过调整每个天线的幅度和相位，总结来自每个天线的信号，使得它们添加或减去（干扰），允许产生可以以期望方向指向的多个光束尺寸。

在军队进行雷达的阶段已经使用了相位阵列。有些人与建筑物一样大，其他人安装在船前或飞机的鼻子。他们是昂贵的。现在，您可以在芯片上购买分阶段数组。相控阵列升压信号功率，从而扩展传输范围并帮助信号深入建筑物。

哦，是的，相控阵可以用作MIMO天线。这使得可以实现多用户MIMO，这是一个普通旧MIMO的变体，使一个天线被划分为更小的天线，每个组专用于访问单元站点的许多用户之一。

智能手机天线

我们在购买或使用智能手机时，我们不会考虑天线。然而，它们比你想象的更重要。典型的智能手机可能有一个半个天线。至少两个是用于下蜂窝频率。但是用5g，必须添加mimo。这样做将需要两个用于上部和下部频段。一种流行的组合是4×2（或4T2R）。

这意味着许多，如果不是大多数，新的5G手机将为蜂窝频带有四个天线。这些天线可能具有一些自动天线调谐能力。

同样在混合中是用于Wi-Fi和蓝牙的一个或两个天线。由于两种无线技术在2.4 GHz运行，因此可以共享天线。然后有一个GPS接收器天线。如果您对天线的了解，您可能知道每个单独的天线应尽可能远离其他天线以避免相互作用。在一个小手机中很难做到。值得庆幸的是，操作频率很高，波长和天线短。

还有一件事。如果我们谈论一个5G mmwave手机，你需要另一个天线。较低蜂窝频段上有5克，常规智能手机天线将工作。但如果您有5G的MMWAVE版本，那么手机内部就会有一个小相位的阵列

我几乎忘记了NFC天线。近场通信无线电在13.56 MHz上运行。它的天线通常是一个小线圈。它也在手机内吃了很多空间。NFC使用正在增加，现在可以看到未来的新应用程序，即标准已经实施了双向数据交换。

所以，这几天真的是关于天线的。没有他们就无法做到。