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天线系统产业发展现状与产品质量研究
作者:信息研究院何桂立 来源:2015天线系统合作创新及应
发布者:秘书处 时间:2015-06-23 10:41
      作为天线系统联盟的副主席,感谢在座的各位对联盟工作的大力支持。联盟为大家创造了一个信息沟通和交流的平台,解决解决了天线系统发展当中的很多问题,促成了很多合作创新,创新是一个发现问题,解决问题,产生新的产品和系统的过程。
      天线是在信息通信整个领域中非常专业的方向,研究天线要先梳理信息技术发展的历史、形势和趋势。人类历史经过了农业社会、工业社会和信息社会,农业社会解决温饱问题,工业社会解决解放体力劳动的问题,信息社会是要解决解放脑力劳动的问题,目前正处于一个工业社会向信息社会发展的重要阶段。无论是工业4.0,还是智能制造,还是互联网+,均反映出人类对信息的关注,信息需求占有整个社会发展的一个重要地位,人类对于信息的需求无处不在,这也是互联网+时代的重要特征。如图1

图1
      通信发展的近期出现了从业务和技术两个方面均出现了三网融合的需求,通信人也不不断努力实现三网融化,但始终没有做到,其实三网融化需要的核心网、无线通信网的基础条件已经具备,是原来的业务划分的格局使通信三网融合困难较大。目前互联网和移动通信的发展是三网融合在业务的应用层面实现了,产生了电信网为基础,互联网为形式的业务应用格局。这种应用格局的实现与基础移动通信的发展是直接相关的。
      近些年移动通信的发展可谓突飞猛进,据工信部统计, 
  • 2015年3月的手机用户量超过 12.93亿户,普及率94.6%,其中智能手机6.37亿部,占比接近50%; 
  • 移动互联网用户数接近9亿户,互联网宽带用户数2.03亿户。 
  • 移动互联网接入流量今年前三个月超过7.63亿万G。
  • 根据IDC的数据,预测2016年中国智能机普及率将达到72%。
      移动通信的业务普及是互联网业务创新的承载基础。
      同时移动通信的发展对天线技术和质量的要求大幅提升
1. 频谱资源多样化,站点资源不足——多频、超宽带天线 
      当前,移动网络多频段、多制式并存的状态将在未来较长时间内存在,发展多频天线,可以有效降低运营商未来的网络建设成本,提高基站天面空间的利用效率,进而有效解决站点资源不足的问题。 
随着软件定义网络(SDN)、超宽频射频模块、零散载波聚合等技术的发展,天线超宽频技术将成为未来应用的热点。 
2.容量需求剧增——MIMO化、有源化、智能化 
      MBB网络发展将由简单的话音覆盖向高容量数据需求转变,要求天线性能必须聚焦整网性能,提升整体SINR,降低小区间干扰。MIMO、有源化与智能化是未来天线技术发展的必然趋势。 
      其中,天线MIMO化是提升系统容量的重要方式,而有源化与智能化是改善无线信号覆盖质量的必要手段。 
3.物业准入难、基站选址难——小型化、美化 
      随着近年基站站点规模逐步增大,站点资源越来越紧张,运营商从便于天线部署角度出发,要求天线在满足网络性能和覆盖要求的情况下,尽量向小型化、轻薄化发展。 
      另一方面,普通市民对电磁辐射越来越敏感,为有效缓解天馈系统对环境美观的影响,天线隐形和外观美化是近年来发展的趋势。 
      需要加强电磁辐射对人身健康的深入研究,加强舆论导向,引导民众正确认识,防止盲目恐慌。 
4.网络维护复杂——远程维护、智能管理 
      随着移动通信网络规模越来越庞大,网络运维日益复杂,为降低运维成本,提高工作效率与可靠性,必须有效提高天线的可维护性。目前研究的重点包括: 
  • 远程电调 
  • 天线水平方位角远程控制 
  • RAE(Remote e-Antenna Extension,信息化管理模块)技术 
  • 与基站协同覆盖空洞监测预警等 
      现阶段,移动通信的迅猛发展对我国天馈线产业起到了极大的带动作用,首先国内天线系统的市场需求不断扩大。到2014年,我国在网的基站数量已经达到340万个,预计2015年新增需求将达到190万套。如图2、图3所示。
 图2  图3.

图2

图3
      第二,国内天线的品牌效应逐步走高, 据EJL统计,我国主要天线厂家(京信、华为、通宇及摩比等)在全球市场份额逐步提高。2012年国产品牌所占份额约为40%,2013年提高到49.5%。我国天线产业规模不断扩大——进军国际市场已经成为发展方向之一 。当然,国产品牌走向世界还需要从以下方向进行改进:
  • 加强宣传,积极寻找机会 
  •  建立整体进军的产业协调机制 
  •  保证质量,注重信誉 
 
      基于以上情况,我们研究一下天线质量提升的方案,首先,基站天线主要由振子、馈电网络、外罩三大部分组成,结构简单。但其电气性能、结构布局、材料质量、制造工艺等各种因素,将直接影响天线的性能稳定性、环境可靠性和使用寿命,以下三个方面的设计对质量提升拥有一定意义。 
  1. 优选铸造型辐射单元,辐射效率高、性能指标优良,一次性压铸,稳定性好,表面有镀层。
  2.  采用同轴电缆馈电网络设计,稳定性好,无寄生辐射,指标不受底板影响,可靠性高
  3. 采用玻璃钢天线外罩,具有防紫外线,抗老化性能好,使用寿命长(质量好的可超15年),低频衰耗等优点。
      不同的组件材料、设计方案和加工工艺对天线的成本影响较大,最大可达到40%。但是好的设计方案和工艺水平对天线寿命和效果的改进收益是相当巨大的。国内某省运营商对其所辖7.5万付在网天线进行质量抽检,结果表明采用较好方案设计的天线合格率远远高于次选方案的天线,如图4所示。

             图4
 
      基于以上状况和分析,对于产业的良性健康发展归纳以下几点建议:
     1.建立天线质量标准体系。
 行业内现行标准主要侧重在天线技术要求、天线环境可靠性要求和测试要求三个方面。由于运营商的网络制式和应用场景不同,目前行业标准不能对不同场景的天线产品进行评判。 
 因此建议联盟尽快引领各方资源,加紧建立客观、科学、完善的天线质量标准体系,确保对天线方案设计、原材料、部件结构、制造工艺、产品应用等各个环节进行规范。 
 泰尔实验室依托天线系统产业联盟和中国通信标准化协会(CCSA)开展了多项标准的制定工作,目前正积极推进5G天线技术标准跟踪。 
     2.改进测试技术设备,提升测试一致性 
规范而准确地检测和评判天线的性能和质量,对于提升天线产品质量和促进产业发展意义重大。        
目前我院西部分院正在积极筹建128探头近场测量系统和室内远场测量系统。建立天线产业公共服务平台 
     3.注意产业区域发展变化,把握时机 
市场竞争,成本控制是不可回避的问题。企业应当积极关注产业区域迁移变化动向,抓住更好的发展机会。 
相关区域也应当认真研究产业发展所需要的政策、资源、配套等相关问题,积极创造条件,为产业落地发展奠定基础。 
     综上所述,天线产业要积极研究探索,把中国制造2025,工业4.0的相关技术应用到天线产业发展方面,跟上时代步伐,研究互联网+,智能化,大数据等技术在天线制造、运行和应用过程中的结合,通过技术上的战略合作创新引导天线产业发展态势,创造发展机遇。
 
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