4G通信技術(shù)已經(jīng)普及，第五代通信技術(shù)5G也正在加快商用的腳步。本文我們將簡單聊一聊5G的天線技術(shù)。為了帶來更快的速度，基站的天線有了哪些變化?5G手機的天線又會有哪些特點?
5G的特點
5G具有高速率、海量設(shè)備聯(lián)接、低功耗、低時延和高可靠的優(yōu)點。不過想像很美好，現(xiàn)實很骨感，5G實現(xiàn)過程困難重重。具體表現(xiàn)為：
5G相比4G要滿足的場景更復(fù)雜，性能要求也較高;
5G需要新增大量基站，來實現(xiàn)超密集部署;
5G也需要大量頻譜資源來實現(xiàn)超高速率;
5G微基站對天線需求大增
山鼻祖仙農(nóng)提出了通信界的金科玉律：C=B log2(1+S/N)。
簡單地說：理論傳輸速率C與帶寬B直接相關(guān)，這個很好理解，道路寬度直接決定車流量上限。
同理，要提高車流量，與其制定更為復(fù)雜的道路規(guī)則(對應(yīng)通信里的各種協(xié)議，編解碼規(guī)則)，不如增加車道數(shù)來提高車流量最為有效，這是最簡單粗暴——公主抱般的方式。
移動通信的頻譜資源太有限，想要增加帶寬(B)只有采用更高的頻段。5G的毫米波方案就像多條N車道的超寬高速公路，對每輛車的限速有了大幅提升。但是問題來了，電磁波的傳播特性很有趣，頻率越高傳播路徑越直，不能掰彎。這樣的話打個電話還得對著天線方向。也太反人性了。聰明的通信人想到了微基站技術(shù)。想像手術(shù)臺上的無影燈，通過增加光源實現(xiàn)全覆蓋。
通過把宏基站變成多個微基站來增加覆蓋面積，解決直線傳播的問題。同時，宏基站不再負責(zé)對接入網(wǎng)設(shè)備，而是由每個微基站來做這部分工作，有了更多的基層工作人員，上層領(lǐng)導(dǎo)可以管理更多人。麻煩的事還有：高頻段信號傳播損耗大，需要大規(guī)模多天線技術(shù)(MassiveMIMO)來實現(xiàn)空間分集，抑制傳播損耗。這里的MIMO是多輸入多輸出的意思，基站與手機間有更多的信道并行通信，每對天線獨立傳送一路信息，匯集后成倍提高速率，想想也是極好的。
就像戀愛約會時，感覺除了心上人其他的聲音都是噪音。通信人又想到用大規(guī)模天線陣列控制每一個天線單元的發(fā)射(或接收)信號的相位和信號幅度，產(chǎn)生具有指向性的波束(像手電一樣)，消除來自四面八方的干擾，增強波束方向的信號。
這種對空間資源的充分挖掘，可以有效利用寶貴的頻帶資源，幾十倍地提升網(wǎng)絡(luò)容量。同時，可以更為精確地定位設(shè)備。
天線長度約為1/2波長或者1/4波長，5G毫米波時代天線越來越小，數(shù)量成對增加?，F(xiàn)在4G手機多為2&TImes;2，5G至少為4&TImes;4，同時基站天線也多達128或者256根天線。萬物互聯(lián)，也還都是需要天線的。
上面已經(jīng)介紹了根據(jù)5G的特點，所需的天線會有一定的變化，那么對于終端來說，天線相比4G會有什么特點?
5G的手機天線特點
(1)5G終端天線，對周邊金屬很敏感，
由于毫米波之波長很短，來自金屬的干擾是非常厲害的，印刷線路板(即PCB板)，需要其與有金屬的物體之間需要保持1.5mm的凈空。
(2)5G天線是垂直與水平天線交互的點陣
這種垂直和水平交互的天線，對應(yīng)垂直和水平兩個極化方向的信號收發(fā)。
(3)5G天線對安裝位置有特殊要求
由于5G終端天線是相控陣體系，其天線單元需要合成形成聚焦波束，因此需要規(guī)則的位置進行擺放，天線不能被金屬遮擋，適合3D空間掃描，規(guī)則的空間。
5G終端，被人手和人體遮擋，其信號都會開始尋找最優(yōu)誤碼率頻段，形象的說，手機像一個長了眼睛的小寵物，一旦遮擋他，他即刻眼球四處轉(zhuǎn)動尋找最優(yōu)信道。我們把5G手機這一動作叫手機尋優(yōu)，因此，設(shè)計終端時候，安裝天線位置一開始就要合適，使其好尋優(yōu)。目前手機終端中，最適合5G天線位置是兩端，尤其是上端部(聽筒位置附近)，其他4G內(nèi)天線都要給其讓路，也就是說有優(yōu)選位置權(quán)，其他天線移到他處。
(4)5G天線是一個含芯片的模組
天線點陣，16個小的米粒大小的天線，不可能用16根屏蔽線引出信號到射頻芯片了，需要就地解決與芯片連接難題。引出天線與點陣天線做成一體，一般一個芯片管理四個點陣。
天線模組輸出不是射頻信號，可以用接插件引出端子到手機主板上。
（轉(zhuǎn)載）
