高增益、廣覆蓋 龍伯透鏡天線，能給5G帶來什么？

高超

因為龍伯透鏡天線制造工藝較復雜，目前涉足這一領域的廠商并不多，而且大多數技術都掌握在國外廠商手里。為了打破壟斷，粵海信提出了自主研發超材料龍伯透鏡天線的目標。如今，粵海信開發出了新一代復合超材料龍伯透鏡，創新成果填補了國內的空白，達到國際領先水平。

高能耗一直是困擾5G發展的一大難題，特別是當前5G基站的功耗相當于4G基站的2.7倍，給運營商部署5G帶來極大的資金壓力，那么有什么辦法能夠降低5G基站的功耗，進而加快5G網絡的部署呢？

12月2日，佛山市粵海信通訊有限公司發布的5G新一代龍伯透鏡天線，或許會成為運營商部署5G的新選項。

在同日舉行的新產品發布會上，粵海信創始人李靜指出，新一代龍伯透鏡天線是一次技術革新，它將為社會和新一代通信、信息產業創造美好的經濟效益，為運營商降本增效。同時龍伯天線也將為天線產業帶來二次增長，產業騰飛。粵海信龍伯透鏡天線將為5G時代，為數字化經濟做出更大貢獻。

據了解，粵海信是國內重要的天線制造商之一，目前旗下擁有龍伯透鏡天線、巴特勒多波束天線、賦型天線、美化天線等多款創新產品。不僅如此，粵海信還可以根據客戶的個性化需求和應用場景，提供定制化產品和解決方案。

什么是龍伯透鏡天線？

龍伯透鏡是由R. K. 龍伯（R. K.Luneberg）于1944年基于幾何光學法提出的概念，是一種折射率不均勻的介質透鏡。而利用這一概念設計的龍伯透鏡天線是一種用于空間波束形成和多波束大規模多輸入多輸出系統的超材料薄平面透鏡天線。

粵海信總經理鄭洪振表示，新一代龍伯透鏡天線具有高速、低時延、大容量、高增益、重量輕等特點，與傳統非透鏡天線相比，波束一致性好，旁瓣低，邊緣滾降更陡峭，波束及廣播波束合成所有波束等幅同相饋電，形成寬波束廣播。同時，用一個時隙即可實現下行廣播，由于有功率合成增益，廣播覆蓋與業務覆蓋范圍相同。另外，用循環廣播方式向每個波束分時發送下行廣播。

為什么研發龍伯透鏡天線？

在無線通信領域，龍伯透鏡天線的概念早已提出，但是至今并沒有得到廣泛應用。

為此，粵海信技術專家蘆永超表示，自然界中的材料和高分子合成材料，由于材料密度和介電常數的限制，不能充分滿足龍伯透鏡電性能和重量的要求，必須研究出密度小、可設計介電常數的新材料，才能制造出符合工程應用的龍伯透鏡天線。

正因為龍伯透鏡天線制造工藝較復雜，目前涉足這一領域的廠商并不多，而且大多數技術都掌握在國外廠商手里。蘆永超表示，為了打破壟斷，粵海信提出了自主研發超材料龍伯透鏡天線的目標。

如今，粵海信開發出了新一代復合超材料龍伯透鏡，創新成果填補了國內的空白，達到國際領先水平。據悉，粵海信已經提交了多項龍伯透鏡天線專利，且部分已經公開，并受專利保護。而此次粵海信共發布了2波束4口龍伯透鏡天線、3波束6口龍伯透鏡天線等6款新產品。

鄭洪振指出，粵海信研發的新一代復合超材料龍伯透鏡解決了當前透鏡天線面臨的四大難點。

首先，解決了解決透鏡的材料問題，實現介電常數靈活可控，支持300MHz～80GHz頻段;其次，解決了透鏡的重量問題，實現材料比重大幅度降低，直徑400mm的天線僅重1.5kg;再次，解決透鏡的生產問題，粵海信的透鏡成型工藝成熟、相關設備穩定，目前已實現80%自動化生產;最后，解決了透鏡的質量問題，目前粵海信的相關設備研發已經結束，能夠滿足批量生產要求，第一階段產量可以達到200個/天。

龍伯透鏡天線能給5G帶來什么？

西安電子科技大學教授趙魯豫認為，5G能夠接近或達到光纖傳輸的高速，具有低時延特性能夠達到實時互動，具備更可靠的性能，支持更多的應用場景，這就對通信設備提出了較高的要求，比如具備多波束能力，需要高性能天線與射頻，以及新體制新形態的天線，這就讓龍伯透鏡天線有了用武之地。

首先，與采用傳統的巴特勒矩陣加相控陣技術制造的天線相比，龍伯透鏡天線較適合用作多波束天線。

粵海信技術專家尚春輝表示，以5波束天線為例，巴特勒矩陣加相控陣技術天線的輻射單元有100個左右，饋電網絡極為復雜，而龍伯透鏡天線只需要5個輻射單元，使得天線的可靠性大大提高，能耗大幅降低，對稱波束的隔離度也更高。不僅如此，粵海信開發的龍伯透鏡天線因采用特殊材料，重量僅為傳統天線的1/10。

其次，龍伯透鏡天線能夠實現更大的增益，進而實現更遠的覆蓋。

眾所周知，5G基站的能耗很高。在日前召開的一次會議上，中國電信技術創新中心副主任楊峰義表示，4G系統典型的基站功耗約1300瓦，5G基站典型功耗在3500瓦左右。同樣覆蓋目標情況下，5G基站數量將達到4G的3-4倍，這樣5G移動網絡的整體能耗將是4G的9倍以上。

在當前技術條件和頻率下，如果增加單一基站的覆蓋范圍，降低整體基站密度，將對降低5G網絡能耗起到較大的作用。據了解，此前多個項目試點表明，與傳統天線相比，龍伯透鏡天線的覆蓋范圍增加400m～600m，覆蓋優良比增加一倍。

因此，在5G網絡部署中，龍伯透鏡天線在樓宇較多的高容量熱點地區、郊區與城鄉接合部、超長大橋、隧道、高鐵沿線等需要高增益遠覆蓋的場景擁有更廣泛的應用。

龍伯透鏡天線的發布，使得中國在天線領域的研發有了新的突破，但是對于5G部署與應用前景而言，這還遠遠不夠，需要更多的合作伙伴參與，共同打造一個生態體系。正因此，粵海信與京信通信技術（廣州）有限公司、中天通訊技術有限公司等合作伙伴簽署協議，共同開拓粵海信龍伯透鏡天線在5G移動網絡基礎設施建設、車聯網等產業的布局，加速5G建設。