天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。各类无线电设备所要执行的任务虽然不同,但天线在设备中的作用却是基本相同的。任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息,因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。
所以,天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。
天线的另一个作用是”能量转换”。大家知道,发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波,收信天线也不能直接把无线电波送入收信机,这里有一个能量的转换过程,即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端,天线要把高频电流转换为空间高频电磁波,以波的形式向周围空间辐射。反之在接收时,也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后,再送给收信机。显然这里有一个转换效率问题。天线增益越高,则转换效率就越高。
一、 移动基站天线的发展史
从2G到4G,移动基站天线经历了全向天线、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。
而随着4G和5G时代的到来,BBU和RRH分离,Massive MIMO技术的引入,总的来说,基站天线的发展出现了三个趋势:
1)无源天线向有源天线发展
2)光纤替代馈线
3)RRH和天线部分集成
下面我们来了解一下天线的功能。天线用来发射或接收电磁波,是雷达系统中最关键的部件之一。它具有以下基本功能:
将发射端能量以所需的分布和效率转换成空间信号。这一过程以同样的方式应用于接收端。
信号在空间中具有一定的模式。一般来说,方位角需足够窄,以提供所需的方位角分辨率和目标位置更新所需的频率。当天线扫描方式为机械扫描时,这就等效为转速。考虑到雷达天线在一定频率波段需要有尺寸巨大和重量可达数吨的反射器,高转速可能带来一个重要的机械问题。
高精度的测向。
天线结构必须保证天线在任何环境条件下保持工作。通常在相对恶劣的环境条件下使用天线罩来保护天线。
雷达的基本性能与天线面积或孔径和平均发射功率的乘积成正比。因此,在天线上的投入可以为系统性能方面带来显著的效果。
考虑到这些功能和雷达天线所需的效率,通常采用两种方式:
抛物面碟形天线
阵列天线