從“見字如面”的書信溝通到“萬物互聯(lián)”的無線通信，人們的通信方式不斷優(yōu)化，通信關(guān)鍵技術(shù)也在不斷提升。天線，作為無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵要素之一，發(fā)揮著不可替代的作用。
在5G通信技術(shù)中，其波束賦型、3D-MIMO和天線增強(qiáng)技術(shù)使設(shè)備體積越來越小、天線數(shù)量越來越多，由此對通信天線的技術(shù)要求也越來越高。如何積極應(yīng)對5G帶來的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，已成為眾多企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。
1、天線是什么
天線是能夠有效地向空間特定方向輻射電磁波，或能夠有效地接收空間特定方向電磁波的裝置。也就是一種能把傳輸線上傳播的導(dǎo)行波變換成在自由空間中傳播的電磁波，或者進(jìn)行相反變換的變換器。
常見的通信天線包括：
l BT和WiFi天線
l 手機(jī)天線
l 車載天線
l 拋物面天線（微波、衛(wèi)星）
l 基站天線
2、天線的工作原理
天線之所以能夠有效傳遞信息，在于它能把載有信息的無線電波發(fā)射到空氣中，以光速進(jìn)行傳播，最終抵達(dá)接收天線。那么，什么是無線電波呢？
無線電波是電磁波的一種，通常指波長大于1mm的電磁波，由于它是由振蕩電路的交變電流而產(chǎn)生的，可以通過天線發(fā)射和接收，故稱之為無線電波。
（紅色的線表示電場，藍(lán)色的線表示磁場，電磁波的傳播方向同時(shí)垂直于電場和磁場的方向。）
極化是表征均勻平面波的電場矢量（或磁場矢量）在空間指向變化的性質(zhì)。
無線電波的極化是由電場矢量在空間運(yùn)動的軌跡確定的。如果電波的電場方向垂直于地面，稱為“垂直極化波”。如果電波的電場方向與地面平行，則稱為“水平極化波”。
3、天線的主要技術(shù)指標(biāo)
（1）天線的主要輻射參數(shù)：
l 輻射方向圖：天線輻射方向圖是指在離天線一定距離處，輻射場的相對場強(qiáng)（歸一化模值）隨方向變化的圖形，是對天線輻射特性的圖形描述方法。
l 增益：天線增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號的功率密度之比。
l 帶寬：天線方向性增益下降3dB時(shí)，對應(yīng)的天線頻率范圍，或在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度。
l 3dB波瓣：在主平面（E或H面）方向圖把功率下降至一半時(shí)的角域?qū)挾取?/p>
l 前后比：方向圖中，前后瓣最大電平之比稱為前后比。
l 電下傾角：天線最大輻射方向與水平法線之間的夾角。
l 交叉極化比：主極化分量與交叉極化分量的比。交叉極化比越大，說明從天線能夠獲得的信號正交性越強(qiáng)，兩路信號之間的相關(guān)性越小，極化效果越好。
l 旁瓣抑制：也稱副瓣抑制，抑制同頻干擾或?qū)ьl污染的輔助指標(biāo)。
l 零點(diǎn)填充：也稱零深。主瓣與第一副瓣之間的凹點(diǎn)。
（2）天線的主要電路參數(shù)：
l 駐波比：駐波波腹電壓幅度最大值/駐波波節(jié)電壓幅度最小值。
l 回波損耗：傳輸線端口的反射波功率/入射波功率。
l 隔離度：指一個端口的輸入功率耦合到另一個端口上的輸出功率比值。
l 無源互調(diào)：互調(diào)指非線性射頻線路中，兩個或多個頻率混合后所產(chǎn)生的噪聲信號。
l 功率容限：即無源器件接入的信號最大輸入功率。
4、通信天線應(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)
“天線”看起來簡單，實(shí)際卻有大學(xué)問。天線性能直接影響通信系統(tǒng)指標(biāo)，在產(chǎn)品入市前需要進(jìn)行相關(guān)性能指標(biāo)測試，確保產(chǎn)品符合滿足高質(zhì)量通信技術(shù)要求。
（1）天線遠(yuǎn)場測試：依據(jù)天線的測試?yán)碚摵吞炀€的輻射參數(shù)指標(biāo)，應(yīng)在遠(yuǎn)場區(qū)域進(jìn)行測試。根據(jù)公式L=2D2/λ，直接遠(yuǎn)場需要使用大型的天線暗室或者緊縮場，這兩種暗室的建設(shè)成本都很高，門檻相對較高。
（2）陣列天線測試： 基于5G的新特性，需使用Massive MIMO（大規(guī)模天線）和Beamforming（波束賦型）等天線技術(shù)。傳統(tǒng)的測試方法，已無法滿足5G對于天線性能指標(biāo)的測試要求，因此需要使用緊縮場進(jìn)行相關(guān)性能指標(biāo)測試。
5、廣電計(jì)量通信天線技術(shù)解決方案
廣電計(jì)量作為全國化、綜合性的國有第三方計(jì)量檢測機(jī)構(gòu)，專注于為客戶提供計(jì)量、檢測、認(rèn)證以及技術(shù)咨詢與培訓(xùn)等專業(yè)技術(shù)服務(wù)。作為工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)公共服務(wù)平臺、中國通信工業(yè)協(xié)會計(jì)量檢測服務(wù)中心、美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，廣電計(jì)量構(gòu)建了通信行業(yè)領(lǐng)先的計(jì)量檢測技術(shù)服務(wù)能力，如基站輻射檢測、電磁兼容試驗(yàn)、可靠性與環(huán)境試驗(yàn)、產(chǎn)品全球認(rèn)證等，并不斷開拓在5G通信領(lǐng)域的深度和廣度，致力于為政府監(jiān)管部門、運(yùn)營商、設(shè)備/終端制造商及零部件供應(yīng)商等提供一站式的計(jì)量檢測技術(shù)解決方案。
OTA暗室：適用于BT/WiFi，2G/3G/4G/5G終端產(chǎn)品。如：無線路由器、藍(lán)牙耳機(jī)、手機(jī)、無線通信模塊等。
檢測項(xiàng)目：
檢測（有源）項(xiàng)目：
l 總?cè)蜉椛涔β剩═RP）
l 總?cè)蚪邮侦`敏度（TIS）
l 有效全向輻射功率（EIRP）
l 有效全向接收靈敏度（EIRS）
l 近水平面發(fā)射功率（NHPRP）
l 近水平面接收靈敏度（NHPIS）
l 整機(jī)2D/3D輻射方向圖
l 整機(jī)2D/3D接收方向圖
檢測（無源）項(xiàng)目：
l 天線增益
l 天線效率
l 前后比
l 不圓度
l 波束寬度
l 軸比
l 相位中心
l 交叉極化電平
l 2D/3D方向圖
l 滾降系數(shù)
l 副瓣電平
l 天線相關(guān)性系數(shù)（ECC）
l 零深
球面近場：覆蓋無線通信基站及基站天線等產(chǎn)品的測試。
檢測項(xiàng)目：
l 峰值
l 波束寬度
l 增益
l 輻射效率
l 方向性
l 極化方向
l 軸比
l 前后比
l 交叉極化
l 上旁瓣抑制
l 零深
l TPR
l TIS
緊縮場：覆蓋無線通信基站及基站天線、雷達(dá)天線、毫米波終端等產(chǎn)品的測試。
檢測項(xiàng)目：
無源設(shè)備：
l 2D/3D輻射方向圖測試
l 極化方向圖（線極化/圓極化/交叉極化）
l 天線增益和方向性
l 波束寬度、指向
l 旁瓣電平
l 軸比
l 功率比
有源設(shè)備：
l 基站輻射功率（EIRP）
l 基站輸出功率TRP
l 誤差向量（EVM）
l 頻率誤差
l 占用帶寬
l 帶外雜散
l 接收機(jī)靈敏度
l 波束賦形方向圖
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