關于天線的知識

發布時間：2024-03-12作者來源：金航標瀏覽：2288

天線是無線電通信設備不可或缺的組件，其主要功能是將發射機傳輸的射頻信號轉化為電磁波并輻射到空中。在無線電通信中，天線扮演著至關重要的角色，可以說沒有天線就沒有無線電通信。

天線的主要參數包括頻率、增益、極化、方向性等。頻率決定了天線的工作范圍，增益決定了天線輻射的強度，極化決定了電磁波的極化方式，方向性決定了電磁波的傳播方向。

天線的種類繁多，可以根據不同的分類標準進行分類。按用途分類，可分為通信天線、電視天線、雷達天線等；按工作頻段分類，可分為短波天線、超短波天線、微波天線等；按方向性分類，可分為全向天線、定向天線等；按外形分類，可分為線狀天線、面狀天線等。

在選擇和使用天線時，需要考慮天線的頻率、增益、極化、方向性等參數，以及天線的安裝環境、使用條件等因素。同時，需要注意天線的保養和維護，以確保其正常工作并延長使用壽命。

總之，了解天線的基本知識對于無線電通信設備的使用和維護都非常重要。

移動基站天線的發展史

2G時代：

全向天線：在2G時代，移動通信主要提供語音服務。全向天線被廣泛使用，因為它們能夠向各個方向均勻地輻射信號。

3G時代：

定向單極化天線：隨著3G技術的引入，數據傳輸開始成為通信的重要部分。定向單極化天線被引入，它們在某個特定方向上具有較高的增益，從而提高了信號的覆蓋范圍和傳輸質量。
定向雙極化天線：為了進一步提高信號質量和覆蓋范圍，定向雙極化天線被引入。它們在兩個相互垂直的方向上具有相同的增益，從而提供了更穩定的信號傳輸。

4G時代：

電調單極化天線和電調雙極化天線：在4G時代，為了滿足更高的數據傳輸速率和更復雜的通信需求，電調單極化天線和電調雙極化天線被引入。這些天線可以通過電子方式調整其極化狀態，從而更好地適應不同的通信環境和條件。
雙頻電調雙極化到多頻雙極化天線：隨著4G技術的發展，雙頻電調雙極化天線開始出現，它們能夠同時處理兩個不同的通信頻段。隨后，多頻雙極化天線也被引入，它們能夠處理更多的通信頻段，從而提高了頻譜利用率和系統的靈活性。
MIMO天線：MIMO技術通過使用多個天線來提高信號的傳輸速率和可靠性。因此，MIMO天線開始被引入到移動基站中。MIMO天線通常由多個天線單元組成，每個天線單元都可以接收和發送信號。通過使用多個天線單元，可以增加信號的傳輸速率和覆蓋范圍，同時提高系統的抗干擾能力。
有源天線：隨著4G技術的發展，有源天線也開始被引入到移動基站中。有源天線是指天線中集成了放大器等電子器件，可以對信號進行放大和處理。有源天線的引入可以提高信號的傳輸距離和覆蓋范圍，同時減少對其他設備的依賴。

這個發展歷程展示了移動基站天線如何從簡單的全向天線演變為復雜的有源MIMO天線，以滿足不斷增長的通信需求。這些技術的進步不僅提高了信號質量，還為現代的5G和其他未來通信技術奠定了基礎。

Massive MIMO

Massive MIMO（大規模天線技術）是第五代移動通信（5G）中提高系統容量和頻譜利用率的關鍵技術。它最早由美國貝爾實驗室研究人員提出。研究發現，當小區的基站天線數目趨于無窮大時，加性高斯白噪聲和瑞利衰落等負面影響全都可以忽略不計，數據傳輸速率能得到極大提高。

Massive MIMO技術通常分為分布式Massive MIMO和集中式Massive MIMO技術。分布式Massive MIMO通常指大規模天線的多根天線在地理位置上距離比較大（遠遠大于10個波長距離），天線間相關性較弱，通過形成大規模多天線陣列的單用戶空分復用方式來提升系統傳輸速率和容量。而集中式Massive MIMO技術通過將大數量天線間密集排列（如0.5波長左右），從而形成小間距的天線陣列形式。通過這種集中式Massive MIMO天線，能夠產生空間分辨能力更強的窄細波束，從而能夠利用多個波束的空分多址方式，在空域實現更多用戶的并行傳輸，以及大幅度提升系統容量。因此，集中式Massive MIMO也被稱為大規模天線波束賦形技術（簡稱大規模天線）。

華為Massive MIMO天線

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