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平板天线如何改良传播特性差
编辑 : 时间 : 2018-11-24 08:31 浏览量 : 41

在讨论未来的5G系统以及需要更多频谱以适应超过1 Gbps数据速率所需的带宽时,最流行的想法之一是使用mmWave(毫米波)频谱,28 GHz和39 GHz 是美国的流行频率。 尽管可用带宽是可取的并且将支持预期的数据速率,但毫米波的传播特性同样是不希望的。 传播特性具有高路径损耗并且需要视线(LOS)以克服建筑物穿透损失。 这两个问题都需要高增益,窄波束宽度的天线。 这可以用于固定点到多点应用,例如到家的最后一英里无线连接。 但是当增加移动性时,这也需要是一个转向高增益,窄波束(即相位阵列)天线,旨在跟随几个移动用户的路径。

这项技术存在吗?

平板天线在飞机的应用

是的,现有的mmWave相控阵天线可以完成所需的一切:例如,用于F-15E战斗机的火控雷达,带有光束转向的有源电子扫描阵列(AESA),带有16 x 16阵列的功率放大器( Tx)和低噪声放大器(Rx)。高增益,窄波束宽度mmWave相控阵天线系统这样的成本是多少? 71架F-15战斗机的APG-63和APG-82现代化升级费用为5.58亿美元(假设没有超跑).1每个AESA接近800万美元。


需要多少个平板天线

同样,由于mmWaves传播特性差导致的短距离,因此需要非常密集的网络。可能需要每个城市街区(200米)有一个相控阵天线系统,以容纳16个移动用户。每个城市街区有一个系统,每平方英里64个,对于我的小镇科罗拉多州拉斐特(9.6英里2),这是614个天线。如果使用目前的F-15 APG-82 AESA,这几乎是50亿美元 - 一个小城镇的钱很多!当然,平均城市街道拐角处的mmWave相控阵天线不会受到F-15战斗机的环境影响,只能追踪汽车而不是敌方战斗机。但即使只是成本的一小部分,拥有一些具有提供真正移动性能所需密度的相控阵天线也将非常昂贵。我个人认为mmWave for 5G的炒作超过了为移动应用实现mmWave相控阵天线系统的真实成本。


虽然mmWave 5G相控阵天线系统将提供所需的带宽,但在跳过mmWave频谱的潮流之前评估此类系统的真实成本是明智的。在近40年来研究各种“低成本”相控阵天线之后,“低成本”方面尚未出现,而且F-15 APG-82等传统方法似乎并没有走向这个方向。即将出现的最有希望的方法是面向软件的。有几家公司正在开发新的面向软件的方法,用于提供具有成本效益的相控阵天线。然而,即使这些颠覆性的技术解决方案仍需要五到十年才能成功部署。


在短期内,现有的6 GHz以下频谱可能可以做得更多,以达到5G移动数据速率。添加共享频谱(例如3.5 GHz)提供了一种实现大于1 Gbps数据速率的更具成本效益的方法。其他成本有效的方法包括大规模MIMO(mMIMO)和先进的调制技术。由于低于6 GHz的频谱不受mmWaves传播问题的影响,因此在未来五到十年内,将这些创新的低于6GHz的解决方案结合起来可以成为5G移动应用的答案,同时开发具有成本效益的mmWave相控阵天线。


标签: 平板天线
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