1: Прогноз развития технологий антенн в будущем
С точки зрения тенденций развития беспроводных сетей и различных проблем, с которыми сталкиваются операторы, будущее развитие технологий антенн неизбежно будет следовать следующим направлениям.
⑴ Миниатюризация объема антенны
Миниатюризация антенн необходима для обеспечения
Сокращение размера антенны при сохранении ее производительности в основном без изменений. Миниатюризация является фундаментальной технологией и вечным направлением развития антенн.
⑵ Применение антенн общего питания для нескольких стандартных сетей
В будущем несколько стандартов будут использовать одну сверхширокополосную антенну, которая не только охватывает рабочий частотный диапазон нескольких стандартов, но и позволяет независимо настраивать каждый стандарт в соответствии с различными системными требованиями. Применение многостандартных антенн позволит сэкономить затраты на строительство станций и ресурсы неба, а также гибко удовлетворять требования к покрытию сети каждого стандарта.
Режим работы антенны развивается в сторону интеллектуальной функциональности
Будущие антенны будут достигать интеллектуального формирования луча, управления направлением луча, разделения луча и дистанционного управления, гибко удовлетворяя потребности применения в различных сценариях. Благодаря интеллектуальности антенн можно достичь взаимодействия между системами и оптимизированного использования ресурсов, что в конечном итоге приведет к интеллектуальному подходу к эксплуатации и обслуживанию.
Связь между антенной и радиочастотным модулем (RF-модулем) эволюционирует от раздельной к централизованной.
В будущем централизованные устройства заменят раздельные устройства, оптоволокно заменит кабели, а антенны и основные устройства будут миниатюризированы и интегрированы, полностью интегрируя и экономя пространственные ресурсы и гибкие методы развертывания, адаптируясь к тенденции плоского развития сети.
Анализ ключевых технологий для двух новых антенн
2.1 Технология миниатюризации антенн
Существует два способа достижения миниатюризации антенн. Первый подход заключается в оптимизации схемы проектирования антенны для достижения быстрого падения напряжения за пределами зоны обслуживания, снижения боковых и задних лепестков, уменьшения уровней перекрестной поляризации и повышения эффективности излучения антенны за счет низких потерь, отсутствия паразитного излучения поверхностной волны и низких сетей питания VSWR, что позволяет уменьшить объем антенны при том же коэффициенте усиления. Показатели производительности этой антенны остаются неизменными, но из-за технических трудностей степень уменьшения объема ограничена, а сложность реализации и стоимость остаются высокими. Второй метод реализации заключается в снижении объема за счет уменьшения коэффициента усиления антенны. Уменьшение объема этим методом значительное: при каждом снижении коэффициента усиления на 3 дБ объем уменьшается вдвое, что относительно легко достижимо. Однако снижение индекса усиления после миниатюризации ограничит диапазон применения антенны. Чтобы гарантировать, что производительность миниатюризации антенны соответствует требованиям применения в различных сценариях, в будущем технология миниатюризации антенн должна развиваться в рамках первого метода реализации.
В настоящее время антенны мобильной связи достигли определенной степени миниатюризации с помощью первого метода, и также существуют примеры применения миниатюризированных антенн в отрасли. Однако из-за различных факторов установка миниатюризированных антенн все еще требует определенных поверхностных ресурсов, и показатели производительности необходимо улучшить. Рабочий частотный диапазон относительно узкий. Если использовать в онлайн-приложениях, несколько миниатюризированных антенн должны работать одновременно, чтобы достичь полного частотного покрытия, что теряет преимущества и значимость миниатюризации.
Будущие операторы должны направлять преимущества отрасли, способствовать полной интеграции оборудования заднего плана антенн, достигать требований к эстетике и скрытности, используя окружающую среду, и реализовать истинное сохранение и гибкое развертывание ресурсов неба. При содействии миниатюризации антенн достижение широкополосных рабочих частот антенн полезно для сокращения количества антенн и будущих обновлений систем, полностью отражая преимущества миниатюризированных антенн.
2.2 Технология многостандартных антенн
Многостандартная антенна подразумевает возможность различных коммуникационных систем делить одну антенну для эффективного сохранения пространства для установки. Реализация многостандартных антенн в основном зависит от разумного размещения излучающих элементов внутри антенны для достижения широкополосной работы частотного диапазона антенны, а также от регулировки и контроля сигналов в различных частотных диапазонах через комбинирование и разделение сигналов.