隨同5G時期的來臨,“大帶寬、低時延、泛連署”三大5G中心位能,應用途景也成功實現“從1到3”的翻越,影響和賦能的行業(yè)將閃現指數級的提高。
5G頻譜遠高于4G,電磁波洞穿力差、衰減大,在不思索問題其它因素的條件下,基站的遮蓋范圍比4G基站遮蓋范圍更小,建設疏密程度更大。
那里面,5G低頻資源主要用于蟬聯廣遮蓋、低時延高靠得住、低功耗大連署等應用途景,主要載體是5G宏基站,中信建投預計我國5G宏建站疏密程度將至少是4G基站的1.5倍,總額或將達到近600萬個。
表1 4G到5G基站變化
預計在2020年正式商用后,更加成熟的小基站建設方案將會用于5G高頻帶以成功實現蟬聯遮蓋,小基站數目亦有盼迎來爆發(fā)提高。
傳統(tǒng)3G/4G基站一般是基帶處置單元(BBU)、射頻拉遠單元(RRU)和天饋系統(tǒng)三者獨立,5G中心網技術合成一體后,基站架構相較于4G基站將會發(fā)生重大變動:5G基站的BBU功能將被重構為CU(中央單元)與DU(散布單元)兩個功能實體,RRU與接收天線合成一體為AAU。
4G時期,無源接收天線+RRU重量約略在24-34kg,到現在為止測試中的5G
AAU重量約略在45kg左右,重量同比增加了32百分之百~88百分之百。所以在5G接收天線集成化的發(fā)展方向下,小規(guī)模化及輕量化變成接收天線預設基礎。
因為5G接收天線遵循MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)概念,每個接收天線內里需求容受更多的振子,振子歸屬比較薄弱的部件,需求接收天線罩的盡力照顧。
接收天線罩要具備令人滿意的電磁波洞穿特別的性質,機械性能上要能禁受外部卑劣背景的剝蝕如暴風雨、冰雪、細沙土,日光輻射以及安裝或維修過程中的不測撞擊等。
圖2 接收天線的結構圖
在材料要求方面,要求在辦公頻率下的介電常數和傷耗角正十分必要低,及要有足夠的機械強度。局部接收天線廠商要求接收天線罩材料的Dk小于2.4, 有點會議緩到Dk2.9;到現在為止大部分數廠商沒有對Df提出明確要求。
接收天線罩的運用背景變動比較大,在北方陰冷地區(qū),對材料的低溫抗沖有要求,普通要求接收天線罩能經過零下30度,500克落球1.3米的沖擊測試。
普通而言,充氣接收天線罩常用涂有海帕龍橡膠或氯丁橡膠的聚酯纖維薄膜;剛性接收天線罩用玻璃纖維加強分子化合物塑料;夾層結構中的夾心多用蜂窩狀芯子或多氣孔材料。
而在5G發(fā)展方向下,性能優(yōu)良的復合材料變成備受熱烈歡迎的接收天線外罩材料。復合材料能起到絕緣防腐、防雷、抗干擾、耐久不容易用壞等效用,并且透波效果十分好。
透波復合材料由加強纖維和天然樹脂基體構成,一般,加強材料的力學性能和介電特別的性質均優(yōu)于天然樹脂基體,因此復合材料的透波性能主要決定于于天然樹脂基體的性能。
天然樹脂基體主要有傳統(tǒng)的不達到最高限度聚酯天然樹脂(UP)、環(huán)氧氣天然樹脂(EP)、改性酚醛天然樹脂(PF)等,俗稱“玻璃鋼”。不過我們曉得,一方面產品重量大,另一方面電性能不佳。
近年來著手研討和應用氰酸酯天然樹脂(CE)、有機硅天然樹脂、雙馬來酰亞胺天然樹脂(BMI)、聚酰亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)等新式的耐高溫天然樹脂。
加強事物到現在為止大部分都認為合適而使用玻璃纖維。國內透波復合材料運用的加強材料主要是 E 玻璃纖維和 S 玻璃纖維,M 玻璃纖維運用量較少。Kevlar(芳綸)起初由美國杜邦企業(yè)創(chuàng)造,Spectra1000 在各種頻率下均表達出特別好的介電性能,且具備的低疏密程度、高超度、高模量和高抗沖擊性能,使其在高性能接收天線罩的制作中具備莫大的吸萬有引力。
這個之外,PP歸屬非極性聚合物,具備令人滿意的電絕緣性,且PP吸水性極低,電絕緣性不會遭受濕潤程度的影響。PP的介電常數、媒介傷耗因子都細小,不受頻率及溫度的影響。所以有廠家將PP+30LGF做成年累月線罩,并已經取得了局部終端客戶的許可。
在全新5G基站中接收天線板塊發(fā)生了最大的變動。固然在4G就有8T8R的MIMO技術,不過隨著5G應用途景的需要,預計在5G接收天線之中將會認為合適而使用以陣列方式排列128接收天線,每兩個接收天線對應一個接收天線振子,即64個接收天線振子。
挑選64T64R的端由主要是在5G要滿意Massive
MIMO技術,合適波束賦形并肩成功實現,而每個通道之間需求最少間隔0.5倍波長,若認為合適而使用0.5倍波長方案,依據λ=c/v,則在2Ghz的辦公頻率下每個振子橫向需求相隔7.5cm,2Ghz以上的高頻帶則較之縮減。思索問題到平面或物體表面的大小的問題,所以在單扇區(qū)挑選64T64R的AN板塊是比較理想的技術路線。
圖3 Nokia 5G Massive MIMO Antenna
在4G時期,接收天線振子的基本類型一般分為半波振子和貼片振子,半波振子的材料主要為金屬,依照加工辦法不一樣可以分為沖壓(鈑金)成型和一次性鑄導致型兩種,一次性鑄導致型外表有鍍層,抗腐蝕性好,不過成本較高。不過鈑金和壓鑄工藝到達3.5G、4.9G這么的頻帶時,已經超過了它所能達到的精密度極限,在這個頻帶,它們沒有辦法達到5G接收天線所要求的電器性質。
在5G的四種接收天線振子候選方案中(作別為鈑金振子、壓鑄振子、貼片振子、分子化合物塑料振子),3D挑選性電鍍分子化合物塑料振子,即在分子化合物塑料振子外表施行電鍍,3D分子化合物塑料振子的制作工藝普通指的是注塑+激光,激光就是在分子化合物塑料外表用激光施行3D打印電路板,成功實現局部PCB功能。