Revisando a história de desenvolvimento da antena da estação base, cada vez que faz o sangue das pessoas libra, porque testemunha cada salto da tecnologia de comunicação móvel,e também registra a juventude e as memórias de geração após geração de pessoas de comunicação.
Nas últimas décadas, de 1G para 5G, de 2,4Kbps para 10Gbps, o rápido desenvolvimento da rede de comunicações móveis por trás,Inseparável das inovações tecnológicas das antenas da estação base.
A antena da estação base é o "tentáculo" da rede móvel, responsável pelo envio e recebimento de sinais sem fio para o usuário,e é a rede móvel está na distância perto do equipamento mais próximo do usuário, mas também para as pessoas nas cidades e aldeias em todos os lugares no equipamento.
Embora todos estejam bem enrolados em escudos e não pareçam muito diferentes, eles mudaram drasticamente ao longo dos anos......
1G: Antena omnidirecional
Na década de 1990, o preço de um grande irmão podia facilmente exceder os 10.000 yuans, enquanto os salários das pessoas variavam de algumas dezenas a várias centenas.Considerando o pequeno número de utilizadores de telemóvel e o baixo volume de chamadas de uma única estação, o princípio de construção da rede do operador é dar prioridade à cobertura.
Portanto, as estações base 1G usam antenas omnidirecionais, com uma antena cilíndrica ou de vara para fornecer cobertura omnidirecional de 360 graus.
Uma antena omnidireccional transmite e recebe sinais uniformemente em todas as direcções, o que inevitavelmente traz o problema da interferência de frequência entre células,Mas devido ao número escasso de estações e o grande espaçamento entre estações naquela época, a interferência não foi muito óbvia.
É bem sabido que a falta de cobertura das redes móveis está na ligação ascendente.Nós chamamos o link de transmissão de sinal da estação base para o telefone celular o downlinkUma vez que a potência de transmissão dos telefones celulares é muito menor do que a das estações base, a cobertura do local é limitada pela ligação ascendente.
Desde a era 1G até os primeiros dias do 2G, para melhorar a ligação ascendente, as técnicas de diversidade espacial são geralmente usadas, ou seja, duas antenas receptoras espaciais separadas são implantadas em uma torre.Para garantir o isolamento, a distância de separação entre as duas antenas é de pelo menos 10 comprimentos de onda, por exemplo, 3,3 m para 900 MHz e 1,67 m para 1800 MHz.
2G: Antenna direcional, antenna de dupla polarização
Na era 2G, a introdução da tecnologia digital reduziu drasticamente o custo dos equipamentos e a indústria móvel inaugurou uma era de ouro de desenvolvimento vigoroso.A tecnologia de antenas conduziu a uma inovação e desenvolvimento sem precedentes.
A primeira é a setorização, isto é, do desenvolvimento de antenas omnidirecionais para antenas direcionais.
Com o rápido crescimento dos utilizadores móveis, os princípios de construção da rede das operadoras passaram de "prioridade de cobertura" para "aumento da capacidade".Uma das técnicas de melhoria da capacidade é a sectorização, ou seja, dividindo a cobertura omnidirecional de 360 graus anterior em três setores, cada um cobrindo 120 graus.
Como resultado, a forma da antena evoluiu de uma ′′stick′′ para uma antena direcional plana, que está envolta em uma caixa mais larga.
Os benefícios das antenas direcionais não são apenas o aumento da capacidade do sistema, mas também um maior ganho da antena devido a uma radiação de sinal mais concentrada, permitindo distâncias de cobertura mais longas.
No entanto, uma vez que a estação base está dividida em três sectores, cada sector requer a instalação de duas antenas unipolarizadas de diversidade espacial,o que significa que o número de antenas na torre multiplica, não só exigindo mais espaço no céu, mas também aumentando a carga de trabalho da construção e manutenção da rede.
Talvez seja por esta razão que a antena da estação base tenha visto outro grande avanço tecnológico - a evolução de uma antena unipolarizada para uma antena de dupla polarização.
Como um tipo de dispositivo indutivo, a antena produzirá campos elétricos e magnéticos, sinais de voz e dados transmitidos ou recebidos pelo campo elétrico.A polarização é a direção de vibração do campo elétrico da antenaTodas as transmissões de ondas de rádio operam com algum tipo de polarização, como a polarização vertical, onde o campo elétrico é perpendicular ao solo, e a polarização horizontal,onde o campo elétrico é paralelo ao solo.
Considerando que a postura de pessoas a falar ao telefone é mais compatível com sinais polarizados verticalmente,antenas de estação base inicial geralmente usadas antenas polarizadas baseadas no método de polarização vertical.
Em contraste, as antenas duplamente polarizadas empilham dois conjuntos de matrizes com direções de polarização ortogonais uma à outra (geralmente +45 graus e -45 graus),que pode ser usado para tomar em duas antenas unipolarizadas no passado na forma de aparência de uma única antena, assegurando o suficiente isolamento. the biggest difference between dual-polarized and single-polarized antennas is that dual-polarized antennas have two antenna ports corresponding to two antenna arrays of +45-degree and -45-degree polarization.
A antena de dupla polarização rompe as limitações de espaço de implantação provocadas pela diversidade espacial, de modo que a antena da estação base possa ser facilmente instalada em mastros, postes de apoio, postes de retenção,postes de luz, e outras instalações de torre de postos de comunicação de menor dimensão, de modo que a distribuição das estações de base se torna cada vez mais densa,e a cobertura da rede está a tornar-se cada vez mais extensa.
3G: Multibanda, multifeixe, ESC remoto
A era 3G introduz a implantação em larga escala de antenas de banda dupla ou multibanda.
Cada geração de rede móvel irá alocar uma nova banda de frequência, antena como o sinal sem fio transceptor dispositivo-chave, é claro, também precisa suportar a nova banda.em face de 2.1G e outras novas faixas de frequência introduzidas, os operadores devem adicionar novas antenas para suportar as novas faixas de frequência com base na rede original,mais uma vez enfrentando o espaço da torre e restrições de carga, a complexidade das questões de exploração e manutenção, ao mesmo tempo, como alguns mercados surgiram no modelo de torre, alguns operadores também enfrentam o problema do aumento dos custos de aluguer de torre.
Por conseguinte, a indústria dispõe de uma forte antena única para suportar a procura de banda dupla ou multibanda, ou seja, de antenas de banda dupla ou multibanda.
No passado, a indústria projetou uma antena para uma faixa de frequência, mas agora como realizar uma única antena para suportar várias faixas de frequência?uma é que a antena suporta uma faixa de frequência mais ampla e pode cobrir duas ou mais faixasO outro consiste em integrar uma série de elementos de irradiação para diferentes bandas numa única caixa de antena e garantir que cada um não afete o outro.Devido à largura de banda de frequência limitada suportada pelos elementos de radiação, a primeira é aplicável apenas a bandas cujas frequências são próximas umas das outras; portanto, a segunda é mais comum.
A era 3G também deu origem à tecnologia de inclinação de antena ESC remota.
Ângulo de inclinação da antena, refere-se ao ângulo entre a aba da antena principal e o plano horizontal, que afeta diretamente a cobertura da rede, interferência e balanceamento de carga,na otimização da rede móvel é um parâmetro extremamente importante.
Existem duas formas de ajustar o ângulo de inclinação da antena: mecânica e ESC.dependendo dos trabalhadores da torre para subir a torre para ajustar manualmente o suporte da antena para inclinar a antena na direção desejadaEsta abordagem é obviamente muito demorada e laboriosa e não é adequada para a manutenção e otimização de redes em larga escala.
Em comparação com o ajuste mecânico manual, a antena ESC remota utiliza a fase de sinal do oscilador para controlar com precisão a inclinação do feixe,e o operador pode ajustar o ângulo de inclinação por meio do controle remoto do modificador de fase dentro da antenaAo mesmo tempo, para antenas de várias bandas, as antenas ESC podem realizar um controlo independente do ângulo de inclinação eléctrica para baixo de cada banda de frequência.
Além disso, em face da introdução dos serviços de dados móveis 2.5G e 3G, o número de utilizadores móveis acelerou o crescimento, a procura de capacidade de rede móvel aumentou ainda mais,antenas de feixe múltiplo surgiram.
No passado, uma antena tinha apenas uma direção principal de radiação, chamada antena de feixe único, e um par de antenas era responsável pela cobertura de um setor.As antenas multifeixe podem ser atribuídas feixes múltiplos com direções principais de radiação, dividindo um sector em múltiplos feixes mais estreitos e realizando a divisão multicelular de uma única antena.
Uma vez que uma antena de feixes múltiplos possui a super capacidade de uma única antena suportando várias células, a capacidade do sistema pode ser duplicada sem adicionar equipamentos adicionais de antena.por isso é especialmente adequado para áreas urbanas densas, atividades de grande escala e outros cenários de pontos críticos de grande capacidade.
4G: antenas MIMO, antenas multi-port
A LTE introduziu a tecnologia MIMO nas redes celulares, por isso a paisagem mais bonita na era 4G é a antena MIMO.
MIMO, Multiple-Input Multiple-Output, refere-se à implantação de várias antenas nas extremidades do transmissor e do receptor para transmitir fluxos de dados simultaneamente, respectivamente,para alcançar uma melhoria exponencial da capacidade e da fiabilidade do sistema sem aumentar os recursos de espectro e a potência do transmissor.
Quanto maior a ordem de MIMO, maior o número de antenas, maior o desempenho do sistema.4T4R significa que quatro antenas transceptoras estão logicamente configuradas no lado da estação base.; 8T8R significa que oito antenas transceptoras estão configuradas logicamente.
Normalmente, as antenas que suportam 4T4R têm 2 matrizes de polarização cruzada embutidas, e 8T8R tem 4 matrizes de polarização cruzada.E assim por diante., 4T4R com 4 portas e 8T8R com 8 portas.
Por um lado, suporta MIMO de alta ordem, e por outro lado, enfrenta a coexistência de 2, 3 e 4G multi-padrão e multi-banda,que requer uma antena física para suportar mais faixas de frequência, e assim, o número de portas de antena na era 4G sobe para um novo nível.
Por exemplo, a rede da era 4G da China Mobile tem GSM900, FDD900, GSM1800, FDD1800, TD-FA, TD-D múltiplas bandas múltiplas normas,para fazer uma antena física para suportar estas bandas e para suportar TD-LTE 8 canais, a indústria introduziu a antena 4488, ou seja, 4 portas para suportar 900M, 4 portas para suportar 1800M, 8 portas para portas suportam bandas F&A e 8 portas suportam bandas D.
Como cada porta está ligada à RRU através da linha de alimentação, a antena multi-porta torna a linha de alimentação na torre cada vez mais densa, e de uma distância,Parece que a antena tem crescido uma espessa barba preta.
O que, obviamente, não parece muito bonito, mas também para o trabalho de instalação e manutenção mais difícil.A indústria apareceu no programa de antenas e RRU combinado..
Esta solução não só tem melhor aspecto, é mais fácil de implantar e manter, mas também elimina perdas de alimentador e economiza mais energia.
5G:AAU MIMO maciça
Como você sabe, uma das tecnologias mais críticas para o wireless 5G é o MIMO maciço.
A AAU MIMO maciça tem duas características principais: grande tamanho da matriz de antenas e muitos canais de RF. Por exemplo, uma AAU típica que suporta 3,5 GHz 64T64R tem 192 unidades de antena e suporta 64 canais de transceptor.
Isto traz duas vantagens técnicas: em primeiro lugar, face à 5G de maior frequência, a capacidade de cobertura do sinal é mais fraca,O MIMO maciço pode ajustar a amplitude e a fase de várias unidades de antena para alcançar a contaminação do feixe, de modo a que a energia do sinal sem fios seja mais concentrada, apontando com mais precisão, de modo a melhorar a capacidade de cobertura e reduzir a interferência do sinal;é possível servir simultaneamente vários usuários através de vários fluxos de dados, para aumentar a capacidade do sistema.
O MIMO em massa apoia fortemente o desenvolvimento do 5G, o futuro desta tecnologia será o MIMO em grande escala, o MIMO em grande escala continuou a evoluir.Diante da era 6G ou da introdução de 7GHz e de outras faixas de frequência mais elevadas, as AAU serão atualizadas de 64TRx para 128TRx, 256TRx ou mesmo 512TRx, e o número de unidades de antena será atualizado de 192 para centenas ou até mais de mil.
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