移动基站天线的发展史

天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。

各类无线电设备所要执行的任务虽然不同，但天线在设备中的作用却是基本相同的。

任何无线电设备都是通过无线电波来传递信息，因此就必须有能辐射或接收电磁波的装置。

所以，天线的第一个作用就是辐射和接收电磁波。当然能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。

天线的另一个作用是”能量转换”。

大家知道，发信机通过馈线送入天线的并不是无线电波，收信天线也不能直接把无线电波送入收信机，这里有一个能量的转换过程，即把发信机所产生的高频振荡电流经馈线送入天线输入端，天线要把高频电流转换为空间高频电磁波，以波的形式向周围空间辐射。

反之在接收时，也是通过收信天线把截获的高频电磁波的能量转换成高频电流的能量后，再送给收信机。显然这里有一个转换效率问题。

天线增益越高，则转换效率就越高。

 移动基站天线的发展史

从2G到4G，移动基站天线经历了全向天线、定向单极化天线、定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线、双频电调双极化到多频双极化天线，以及MIMO天线、有源天线等过程。

而随着4G和5G时代的到来，BBU和RRH分离，Massive MIMO技术的引入，总的来说，基站天线的发展出现了三个趋势：

1）无源天线向有源天线发展

2）光纤替代馈线

3）RRH和天线部分集成

从另一个视角看，阵列天线、多频段天线、多波束天线构成了基站天线发展的“魔术三角”。

  Massive MIMO      

基站端装备大规模天线阵列，利用多根天线形成的空间自由度及有效的多径分量，提高系统的频谱利用效率。

    多波束天线       运用多波束天线使扇区分裂来提升容量，比如2 x 9 x 6°的18波束天线。

  2G到4G基站天线发展      

2G/3G时代，天线多为2端口。

▲GSM天线

▲CDMA天线

▲LTE-FDD 独立2端口天线（2T2R）

到了4G时代，随着MIMO技术、多频段天线的大量使用，我们看到，铁塔上天线就像是长出了大胡子。

▲LTE-FDD 独立4端口天线（2T4R）

▲CDMA（1T2R）/LTE-FDD（2T4R） 6端口双频天线

▲LTE-TDD 8T8R 8端口天线

再加上铁塔上的RRU，铁塔上的场面就相当壮观…

天线技术是关键

未来高性能天线面临不断增长的流量需求，提升网络容量，天线技术是关键。

由于容量大小受限于SINR，通过天线技术来提升SINR，就必须最小化扇区间干扰，最大化集中化天线辐射能量。

射频部分和天线融合

总之，天线是任何一个无线电通信系统都不可缺少的重要组成部分。

合理慎重地选用天线，可以取得较远的通信距离和良好的通信效果。

审核编辑：黄飞