5G天线有哪些技术参数?

   2022-08-01 22:48:56 网络320
核心提示:5G重点和网络射频部分简介1、基站和终端5G网络是一个密集分布基站网络,基站分布密度比前几代移动系统都高。其中,基站移动终端之间采用28Ghz的毫米波频段通讯。基站天线系统采用相控阵天线体制。波束在垂直和水平两个方向交叉极化,以实现更高的用

5G天线有哪些技术参数?

5G重点和网络射频部分简介

1、基站和终端

5G网络是一个密集分布基站网络,基站分布密度比前几代移动系统都高。

其中,基站移动终端之间采用28Ghz的毫米波频段通讯。基站天线系统采用相控阵天线体制。波束在垂直和水平两个方向交叉极化,以实现更高的用户密度和增加系统用户容量。

5G终端具备自选基站能力,可以根据基站误码率挑选误码率低的基站和信道通讯。

实现以上这些功能,依赖阵列天线技术,基站和终端都用到了毫米波相控阵天线。终端中天线阵列为nXn点阵;

2、回顾下终端中天线技术

手机中布满了天线,从GPS、蓝牙、wifi、2G、3G、4G等频段。频率越低,尺寸越大。毫米波,顾名思义,其波长尺度在10mm内了,照波长四分之一计算,约2.5mm的点阵,就是组成有规则间距的阵列。

4G的天线一般布置在手机上下端部和侧面,采用了LDS(立体电路的一种制造工艺,激光在3D曲面塑胶上选择性沉积金属工艺)和FPC(柔性线路板)配合侧面金属边框来实现终端天线功能:

金属机身手机中,外露的中框一段金属与手机内FPC组成了天线:

2017年玻璃机身手机开始流行,这类手机拟用到的工艺和材质依然是FPC和LDS工艺,也有把天线制造在玻璃壳体和玻璃支架上的:

0.1-0.2mm厚度3D的玻璃支架上制造边框触摸和天线

3、5G的手机天线特点及其工艺

(1)5G终端天线,对周边金属很敏感,

由于毫米波之波长很短,来自金属的干扰是非常厉害的,印刷线路板(即PCB板),需要其与有金属的物体之间需要保持1.5mm的净空。

(2)5G天线是垂直与水平天线交互的点阵

这种垂直和水平交互的天线,对应垂直和水平两个极化方向的信号收发。

(3)5G天线对安装位置有特殊要求

由于5G终端天线是相控阵体系,其天线单元需要合成形成聚焦波束,因此需要规则的位置进行摆放,天线不能被金属遮挡,适合3D空间扫描,规则的空间。

5G终端,被人手和人体遮挡,其信号都会开始寻找最优误码率频段,形象的说,手机像一个长了眼睛的小宠物,一旦遮挡他,他即刻眼球四处转动寻找最优信道。我们把5G手机这一动作叫手机寻优,因此,设计终端时候,安装天线位置一开始就要合适,使其好寻优。目前手机终端中,最适合5G天线位置是两端,尤其是上端部(听筒位置附近),其他4G内天线都要给其让路,也就是说有优选位置权,其他天线移到他处。

什么叫相阵控雷达?

相控阵雷达天线是由若干个辐射阵元在空间中按照一定规律分布、按照一定规律辐射电磁波所构成的。

而这若干个阵元均需要电磁能量的供给才能形成辐射,按照能量供给方式(馈源布置方式)的不同,分为有源和无源两种。

无源相控阵雷达的天线上,多个阵元由一个馈源供给电磁能量,比如俄罗斯制造的“顶板”雷达天线,便是一种由矩形截面波导反复折叠组成平面,并在波导壁上按一定间隙开缝所形成的缝隙天线无源平面阵,阵面上所有缝隙天线的电磁能量均通过这条矩形波导,由一个馈源提供。

有源相控阵雷达的天线上,每个阵元均有自己独立的馈源,据说我国最新的“中华神盾”170、171两舰的雷达,便是由上千个独立的面辐射单元排列组成的(当前,此种雷达体制使用的还相对较少)。

两者之间的关系,有如汽车的独立悬挂与非独立悬挂,各有优长,但从长期看,有源相控阵应该是发展方向。

什么是相控阵雷达

相控阵雷达(Phased Array Radar)即有源电子扫描阵列雷达(active electronically scanned array,AESA)或无源电子扫描阵列雷达(passive electronically scanned array,PESA),是指一类通过改变天线表面阵列所发出波束的合成方式,来改变波束扫描方向的雷达。这种设计有别于机械扫描的雷达天线,可以减少或完全避免使用机械马达驱动雷达天线便可达到涵盖较大侦测范围的目的。目前使用的电子扫描方式包括改变频率或者是改变相位的方式,将合成的波束发射的方向加以变化。电子扫描的优点包含扫描速率高,改变波束方向的速率快,对于目标讯号测量的精确度高于机械扫描雷达,同时免去机械扫描雷达天线驱动装置可能发生的故障。

相控阵雷达有相当密集的天线阵列,在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线,任何一个天线都可收发雷达波,而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时,选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描,因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪,具有多个雷达的功能。由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描,再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动,因此资料更新率大大提高,机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级,电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而更适对付高机动目标。此外由于可发射窄波束,因而也可充当电子战天线使用,如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。

相控阵雷达天线是什么单元

相控阵雷达又称作相位阵列雷达,是一种以改变雷达波相位来改变波束方向的雷达,因为是以电子方式控制波束而非传统的机械转动天线面方式,故又称电子扫描雷达。

相控阵雷达有相当密集的天线阵列,在传统雷达天线面的面积上可安装上千个相控阵天线,任何一个天线都可收发雷达波,而相邻的数个天线即具有一个雷达的功能。扫描时,选定其中一个区块(数个天线单元)或数个区块对单一目标或区域进行扫描,因此整个雷达可同时对许多目标或区域进行扫描或追踪,具有多个雷达的功能。

由于一个雷达可同时针对不同方向进行扫描,再加之扫描方式为电子控制而不必由机械转动,因此资料更新率大大提高,机械扫描雷达因受限于机械转动频率因而资料更新周期为秒或十秒级,电子扫描雷达则为毫秒或微秒级。因而它更适于对付高机动目标。此外由于可发射窄波束,因而也可充当电子战天线使用,如电磁干扰甚至是构想中发射反相位雷达波来抵消探测电波等。

PS:详情请参见以下链接:

相控阵雷达天线的核心是收发单位。

相控阵雷达即相位控制电子扫描阵列雷达,其快速而精确转换波束的能力使雷达能够在1min内完成全空域的扫描。所谓相控阵雷达是由大量相同的辐射单元组成的雷达面阵,每个辐射单元在相位和幅度上独立受波控和移相器控制,能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。

雷达工作时发射机通过馈线网络将功率分配到每个天线单元,通过大量独立的天线单元将能量辐射出去并在空间进行功率合成,形成需要的波束指向。

特点:相控阵雷达相比其他的雷达是具有强大生命力和灵活性,是由于它远胜于一般的、应用机械进行扫描的雷达,它的特点主要有如下几个方面。

现实应用:相控阵雷达在现代战争中广泛地应用着电子定位技术,并且对其进行了深入的探索,在军事中,海空中进行远程的精准打击是很大的需求,这就要求定位技术的更深层次的应用。

靶场测量:靶场是常见的对武器装备进行实验以及鉴定的场所,还可以对航天器进行实验、发射。靶场的测量是在试验的基础上,为应用服务的。

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