本文发表于微波和射频并经允许在此发表。
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：mMTC (Massive machine-type communications)就是指物联网(IoT)。5G标准满足了与物联网相关的低功耗、低成本和低数据速率的需求，可以将数百万种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。
机器人的工厂自动化、提高新车安全性的高级驾驶员辅助系统(ADAS)，以及最终的自动驾驶汽车或卡车，都依赖于低延迟。新的5G标准要求延迟为1毫秒或更少，这应该能满足这些需求。
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.
第一个天线技术导致了5G的高期望特性是多输入多输出(MIMO)。MIMO使用多个天线和它们的收发器。要传输的串行数据被分成多个数据流，其中每个数据流调制一个单独的载波。所有这些信号然后在相同的带宽上同时传输。
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系统定义了天线和路径的数量。例如，可以有4个发射天线，4个接收天线表示为4 × 4或4T4R。可以构建多种MIMO配置;5G最高可定义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。
波束形成
让5G工作的另一种天线技术是灵活波束形成。这是一种使用特殊天线来产生非常窄波束的过程，这种波束可以旋转以指向所需的方向。这项技术更有可能应用于毫米波波段。
高度聚焦的光束表明信号已被集中或聚焦，这意味着有效辐射功率已被增强。更强更窄的光束会传播得更远，有时能更有效地穿透建筑物和其他障碍物。而且，广角定位波束的能力使得最小化或消除强干扰信号成为可能。
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。这使得实现多用户MIMO成为可能，它是传统MIMO的一种变体，可以将一个天线划分为更小的天线，每个天线组专门用于访问小区站点的众多用户中的一个。
智能手机天线
当我们购买或使用智能手机时，我们不会想到天线。然而，它们比你想象的更重要。一般的智能手机大概有六根天线。至少有两个是低频段和高频段的。但在5G中，必须加入MIMO。要做到这一点，就需要上下两个波段各有两个。一个流行的组合是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。
一件事。如果我们谈论的是5G毫米波手机，你将需要另一个天线。当5G在较低的蜂窝频段时，普通的智能手机天线也能工作。但如果你有一个毫米波版本的5G，你会在手机内部有一个小的相控阵
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。
