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4G/LTE天線設(shè)計(jì)開發(fā)簡介

發(fā)表時間：2021-12-23
在移動數(shù)據(jù)設(shè)備中，天線是連接網(wǎng)絡(luò)的唯一部件，4G天線信號的穩(wěn)定和增益變得越來越重要。然而，各種電子設(shè)備中的4G天線設(shè)計(jì)所面臨的挑戰(zhàn)十分艱巨。盡管應(yīng)對這些挑戰(zhàn)有多種可行的解決方案，但每一種都會有潛在的性能折衷。
 
有許多因素會影響手持移動通信設(shè)備的天線性能。雖然這些因素是相關(guān)的，但通常可以分成三大類：天線尺寸、多副天線之間的互耦以及設(shè)備使用模型。
 
天線尺寸天線尺寸取決于三個要素：工作帶寬、工作頻率和輻射效率。今天的帶寬要求越來越高，其推動力來自美國的FCC頻率分配和全球范圍內(nèi)的運(yùn)營商漫游 協(xié)議;不同地區(qū)使用不同的頻段。“帶寬和天線尺寸是直接相關(guān)的”且“效率和天線尺寸是直接相關(guān)的”--這通常意味著，更大尺寸的天線可以提供更大的帶寬和 更高的效率。
 
除了帶寬外，4G天線尺寸還取決于工作頻率。在北美地區(qū)，運(yùn)營商Verizon Wireless和AT&T Mobility選擇推廣的LTE產(chǎn)品工作在700MHz頻段，這在幾年前是FCC UHF-TV再分配頻段的一部分。這些新的頻段(17，704-746MHz和13，746-786MHz)比北美使用的傳統(tǒng)蜂窩頻段 (5，824-894MHz)要低。這個變化是巨大的，因?yàn)轭l率越低，波長越長，因而需要更長的天線才能保持輻射效率不變。為了保證輻射效率，天線尺寸必 須做大。然而，設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員還需要增加更大的顯示器和更多的功能，因此可用的4G天線長度和整個體積受到極大限制，從而降低了天線帶寬和效率。
 
 4G天線間互耦更新的高速無線協(xié)議要求使用MIMO(多入多出)天線。MIMO要求多根天線(通常是兩根)同時工作在相同頻率。因此，話機(jī)設(shè)備上需要放置多根天線，這些天線要同時工作且相互不能有影響。當(dāng)兩根或更多天線位置靠得很近時，就會產(chǎn)生一種被稱為互耦的現(xiàn)象。