#未来智库#新基建发力再造空间,5G天线行业专题报告:终端天线变化铸就价值

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一、天线——信号收发的重要关卡天线的应用包括基站侧与终端侧 , 而无论在基站还是在终端 , 天线都是信号发射与接收的关卡 , 天线性能的好坏 , 直接影响通信的质量 。
1、终端天线概况
手机终端的通信模块主要分为天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理 。 射频前端介于天线与射频收发之间 , 可以分为接收通道和发射通道 , 从线路看信号传输:
其接收通道:信号—天线—天线开关—滤波器/双工器—LNA—射频开关—射频收发—基带;
其发射通道:基带—射频收发—射频开关—PA—滤波器/双工器—天线开关—天线—信号 。
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天线用于无线电波的收发 , 连接射频前端 , 是接收通道的起点与发射通道的终点 。 随着信息技术的不断发展 , 无线网络频段增加、频率升高 , 驱使手机天线的使用增加 , 同时 , 为实现高速、多频率、少损耗的传输 , 终端天线通过材料、结构、工艺的不断改进实现性能的提升 。
天线整体经历了从金属片到FPC到LDS的演变 , 目前LDS在高端机上使用比较广泛 。 而按功能分类 , 天线主要包括主天线、GPS定位天线、Wifi天线、NFC天线、FM天线等 。
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2、基站天线概况
基站天线与终端天线相似 , 也是信号的转换器 , 但基站天线连接基站设备与终端用户 。 基站天线的功能包括无线电波的发射与接收 , 信号发射时 , 基站调制的导行波经天线转换为电磁波信号发送;信号接收时 , 终端调制后的电磁波信号经天线转换为导行波 , 传送到主设备 。
天线的主要工作原理为控制导线的距离改变辐射的强弱 。 天线导线间存在交变电流时 , 将辐射出电磁波 , 而辐射能力与导线的形状与长度相关 。 导线形状变化时 , 当导线间距离较近时 , 电场被束缚在两导线之间 , 辐射微弱;两导线张开时 , 电场散播在周围空间中 , 辐射增强 。 导线长度变化时 , 当导线长度远小于辐射电磁波波长时 , 辐射微弱;当导线长度与辐射的电磁波波长相似时 , 辐射较强 。 上述能产生显著辐射的直导线称为振子 , 振子就是一个简单的天线 。 天线按不同的分类方式有多种种类 。
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3、5G时代 , 天线迎双频段市场
5G具备三大应用场景:增强移动宽带(eMBB)、海量物联网业务(mMTC)、超高可靠性与超低时延业务(uRLLC) 。 5G技术在数据传输速率、移动性、传输时延及终端连接数量等具备优势 , 将进一步推动万物互联 。 其8个技术指标相比4G有所跃升 。 据德勤研究数据预测 , 2020-2035年全球5G产业链投资将达到3.5万亿美元 , 中国占比约30% , 达1.05万亿美元 。 全球行业受5G驱动将创造超12万亿美元的销售额 , 涵盖制造、信息通信、批发零售、基础设施等多个行业 。
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5G核心技术主要包括增加基站密度、采用MIMO技术与载波聚合技术、提高频段、高阶调制提高频谱效率等 。 其技术变化围绕香农定理展开 ,
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其中 , C为最大信息传送速率 , BW为信道宽度 , S为信道内所传信号的平均功率 , N为信道内部的高斯噪声功率 , S/(N+1)为信噪比 , m为传输和接收天线的数量 , 1/n为基站网络密度 。
为了改善数据传输效果 , 可分别在以下技术改进:1)降低n值:提高网络密度 , 增加小型基站数量 , 减少每个基站的用户数量;2)增加M值:利用MIMO技术 , 提高MIMO阶数 , 增加天线发射与接收数量;3)增加BW值:拓宽信道宽度 , 可以采取增加频段与载波聚合的方式;4)提高信噪比:采用高阶调制提高频谱效率 。 5G技术的变化促使基站天线与终端天线使用数量增加 。