5G時代天線發(fā)展趨勢及仿真的應(yīng)用

“在家不能沒網(wǎng)絡(luò)，出門必須帶手機”，已經(jīng)成為現(xiàn)代人生活的共識。人們在享受通信技術(shù)帶來的極大便利的同時，也對移動互聯(lián)網(wǎng)提出了更高的要求，希望其更高速、更強大、更便捷。天線直接影響到手機的可通訊能力，決定了手機的射接收性能，甚至天線的設(shè)計好壞決定了該手機在市場的生存空間。

在過去的二十年里，從只能使用2G網(wǎng)絡(luò)與朋友QQ聊天到4G直播，我們見證了移動通信從1G到4G LTE的發(fā)展。這個過程中，通信的關(guān)鍵技術(shù)在持續(xù)改變，處理的信息量也成倍增長。而天線，是實現(xiàn)這一跨越式提升不可或缺的組件。隨著5G時代的來臨，各大運營商也正在積極地部署5G設(shè)備。5G能夠提供比4G快10倍的傳輸速度，而實現(xiàn)高速率的關(guān)鍵是毫米波以及波束成形技術(shù)，這對天線系統(tǒng)也提出了新的要求。

我們知道，在移動通信中，更高的頻率→更大的帶寬→更快的速度，目前主流的4G LTE，屬于超高頻和特高頻，對應(yīng)波段為分米波和厘米波，5G的毫米波波長則更短。而電磁波波長越短，繞射能力就越差，且傳播過程中的衰減也越大。為解決這個問題，覆蓋同一區(qū)域，5G需要的基站數(shù)量將大大超過4G。

根據(jù)天線特性，天線長度應(yīng)與波長成正比。頻率越高，波長越短，天線也就跟著變短。毫米波，天線也變成毫米級。這就意味著，天線完全可以塞進手機里面，甚至可以塞很多根，基站則更多。5G時代，天線將不是按根來計算，而是按“陣”——陣列天線。

5G通信中，對陣列天線提出了諸多挑戰(zhàn)：高度集成化大規(guī)模天線系統(tǒng)的體系架構(gòu)；小型化天線單元及射頻集成化的研制；信號同步；各種預(yù)編碼和方向圖成形的精確算法；高度集成后系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可維護性等。CAE仿真能夠有效幫助陣列天線進行分析和優(yōu)化，精確計算天線的各種性能，包括二維、三維遠場和近場輻射方向圖、天線的方向性能系數(shù)、增益、軸比、半功率波瓣寬度、輸入阻抗、電壓駐波比、S參數(shù)以及電流分布特性等。

天線仿真模型

仿真3D結(jié)果

天線仿真分析流程

隨著5G時代的臨近，越來越多手機企業(yè)采用CAE仿真技術(shù)來優(yōu)化產(chǎn)品，CAE仿真在提高可靠性、優(yōu)化設(shè)計、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本等方面起到了顯著的作用。 有限元科技依托十?dāng)?shù)年來1000多家企業(yè)的CAE仿真應(yīng)用經(jīng)驗，為企業(yè)提供全面的CAE應(yīng)用解決方案。以下為我們提供天線仿真服務(wù)的主要流程：

優(yōu)秀的企業(yè)會選擇優(yōu)秀的合作者，有限元科技提供有限元分析、CAE軟件培訓(xùn)、CAE軟件二次開發(fā)、元王行業(yè)性CAE軟件開發(fā)、仿真實驗室建設(shè)等全方面的服務(wù)。選擇有限元科技，為您的企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造無限可能。

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