從4G 和5G 的發(fā)展出發(fā)，從大規(guī)模陣列天線、天線的可感知、在網(wǎng)天線監(jiān)控的技術發(fā)展、寬帶小型化可電調天線和美化天線的技術前瞻等方面，闡述了未來天線技術的發(fā)展路線，為中國移動天線發(fā)展提供可靠依據(jù)。

　　1、引言

　　近年來， 我國移動通信取得了前所未有的非凡成就，建成了全球最大的4G 網(wǎng)絡，5G 網(wǎng)絡蓄勢待發(fā)。到2016 年年底，全國 4G 基站將達到近300 萬個，其中中國移動150 萬個，中國電信80 萬個，中國聯(lián)通70 萬個。在萬物互聯(lián)的5G 時代，智慧城市、無人駕駛、無人工廠、遠程手術--5G 暢想曲越發(fā)清晰。5G 網(wǎng)絡的藍圖是100 倍于4G 的高速率，將達到10 Gbit/s、小于1 ms 的低時延、支持1 000 多億連接的高密度和1 000 倍于4G 的高容量。一方面要求massive MIMO（大規(guī)模陣列天線技術）天線和一體化有源天線等天線系統(tǒng)服務于宏基站，另一方面無處不在的微基站要求天線和基站設備高度融合。隨著移動通信從2G、3G、4G 到5G 的不斷發(fā)展，移動通信天線也經(jīng)歷了從單極化天線、雙極化天線到智能天線、MIMO 天線乃至大規(guī)模陣列天線的發(fā)展歷程。天線作為移動通信網(wǎng)絡的感知器官在網(wǎng)絡中的地位越來越復雜，并且作用也越來越重要。

　　2、天線的可感知是移動通信天線的一個技術熱點

　　基站天線的工參準確性對網(wǎng)絡運維和優(yōu)化具有重要的意義，當前的研究主要集中在這3 個方面：利用電調天線的AISG 線進行供電和回傳，適用于新建電調天線站；采用太陽能或其他方式供電，采用無線回傳，適用于存量站和非電調天線基站；采用人工上站用姿態(tài)儀采集數(shù)據(jù)。 2.1 利用電調天線的AISG 線進行供電和數(shù)據(jù)回傳目前基站智能工參研究主要集中于可感知系統(tǒng)實現(xiàn)對天線方位角、機械下傾角、海拔高度、經(jīng)緯度等參數(shù)的實時測量和記錄。其中，海拔高度、經(jīng)緯度可采用北斗或GPS的方式測量，海拔高度的測量精度一般是5～10 m，經(jīng)緯度的測量精度一般是5 m。機械下傾角可采用重力加速度計進行測量，測量精度約0.5°，且測量速度快，可用于監(jiān)測天線姿態(tài)。天線方位角的測量比較復雜，幾種可能的實現(xiàn)方式具體如下。

　?。?）雙GPS 方案可進行絕對方位角的高精度測量，測量時間約2 min，實時性尚可。但當兩個GPS 接收機之間的距離縮小時，測量誤差快速增大， 比如當雙GPS 設備長度小于200 mm時，測量誤差大于5°，雖然可通過多次測量來提高精度，但實時性明顯變差。如果在射線方向存在遮擋，其測量精度會大大降低。此外，該方案的設備成本較高。

　　（2）和差波束方案也可進行絕對方位角的較高精度測量，設備成本比雙GPS 低。缺點是測量時間過長，實時性不滿足要求。如果要求設備小型化，差波束的斜率明顯下降。同樣，射線方向存在遮擋時測量精度同樣降低。

　?。?）電子羅盤方案因受工程現(xiàn)場復雜磁環(huán)境的影響不能測量絕對方位角，但相對方位角的測量精度很高，約10 s 的測量時間，在3 種方案中耗時最短、實時性最好；設備可以做到不超過雙頻天線的截面積， 滿足一體化設計的小型化要求；成本也比較低。其缺點有兩點，第一不能測量絕對方位角；第二，抗近距離磁環(huán)境的干擾能力差，在其設備100 mm 范圍內不能有磁性物質。這種方案不建議采用。