【讯】9月17日，在茅山论道：5G产业创新论坛上，粤海信总工程师郑洪振针对5G网络覆盖问题和5G天线技术挑战，介绍了一种较新的解决方案――龙伯透镜天线。 据了解，龙伯透镜天线源自龙伯透镜或伦伯透镜（Luneburg lens）。这种透镜的模型，最早是1944年由美国数学家鲁道夫·卡尔·卢纳伯格（Rudolf Karl Lüneburg）提出的。该透镜天线的原理利用多层介质球体的折射特性，将单个天线单元的低增益、宽波束的电磁波信号汇集成高增益、窄波束的电磁波信号，该工作原理与光学透镜聚焦原理相似，其优点主要有五个。 一是，焦点、圆心、平面波方向在一条直线上（窄波束高增益）。 二是，不同位置波束形状相同，更加容易实现多波束。 三是，无极化特性，满足单极化、双极化±45/HV、圆极化。 四是，波束陡降，多波束时波束之间的干扰较小，交叠带窄，大容量场景扩容能力优秀。 五是，相同增益，垂直波宽约是板状天线的3-4倍，有效提升覆盖深度。 尽管龙伯透镜有很多天然技术优势，但是要想广泛应用并非易事。郑洪振表示，主要原因是受限于材料，是低介电常数的材料限制了龙伯透镜天线的应用。 为开发能够量产商用的龙伯透镜天线，粤海信从四个方面对该类型天线的制造工艺进行了改进。 一是，解决了透镜的材料问题。粤海信通过多次调整配方，得到了介电常数灵活可控的新材料，使频率满足300MHz―80GHz需求。 二是，解决了透镜的重量问题。目前材料重量与泡沫相似，每立方米的重量不超过30公斤，平均重量是25公斤左右。 三是，解决了透镜的损耗问题。该类材料具有低损耗、低反射的特点。通过测试，其增益值基本上差0.5ZB。 四是，解决了批量生产问题。目前，该产品的80%工艺可以实现自动化，良率得到保障。 五是，拥有多项基础专利。据悉，粤海信掌握了5个与材料相关的专利、6个与工艺相关的专利、2个与结构相关的专利，以及3个外观专利。 基于此，郑洪振表示，和国内外的透镜对比，新一代透镜，性能更优，介电常数灵活可控，重量轻，成本低，生产效率高，可批量。 据介绍，粤海信新型龙伯透镜天线已在多个地方实现了商用，并且取得了一定的成绩。 在5G网络建设方面，龙伯透镜天线利用高波束、多增益的特性可以给5G赋能，解决覆盖、容量等问题，而且在5G网络建设中，龙伯透镜天线的成本远低于Massive MIMO天线。适用于4G扩容、5G高容量场景覆盖、中等容量场景覆盖，以及高铁、大桥、隧道等多种特殊场景。 此外，毫米波龙勃透镜天线还能够解决5G中后期的大容量无线传输问题。 在工业互联网方面，粤海信与佛山联通签了战略合作协议，利用5G小站+龙伯透镜天线，填补了新建基站的市场空白，解决了行业的痛点, 支持工业互联网千亿级市场建设需要。 在车联网方面，龙勃透镜毫米波雷达解决方案，具有探距更远、分辨率更高、视野更广、性价比更高、自主可控等特点，能够替代进口同类产品。 在卫星通信方面，龙伯透镜技术因其独特的形状和电特性，能够轻易实现一副天线接收多颗卫星信号、宽角度的多波束覆盖等功能，在舰船卫星通信、卫星新闻转播车、移动式卫星地面站、近地卫星定位以及卫星电视接收等方面有着广阔的应用场景。
日前，中国移动研究院、甘肃公司联合西安海天天线科技股份有限公司在甘肃兰新铁路、G30高速公路开展透镜天线试点应用，完成了大站间距路桥覆盖的连片验证测试，在解决大站间距覆盖空洞问题上取得突破性成果。 据记者了解，对于大站间距场景，覆盖主要受垂直波束宽度和增益影响。本次试点采用的透镜天线，垂直波束宽度达到30°，3dB覆盖范围可提升2-3倍，能够有效消除线路上的覆盖空洞，提升信号覆盖的连续性和均匀性。同时，采用垂直面宽波束天线，信号变化更为平稳。相比传统天线，在相同站间距条件下，覆盖平均提升9dB，平均下行速率提升34.8%，平均上行速率提升27.3%，在满足高铁覆盖规划指标的条件下可实现站间距的进一步扩大。 另外，在试点地点选择上，选取了兰新高铁路段。因为沿线地形复杂多变，部分站址由于传输、供电引接困难等原因，无法按照规划建设落地，平均站间距达到1.23公里，是典型的大站间距场景。试点结果表明，透镜天线能够实现在不同场景、不同地形的快速安装。同时，透镜天线的风阻相比传统板状天线更小，减轻抱杆负荷要求。 值得一提的是，此次长距离覆盖应用试点的顺利完成，成功验证了透镜天线对于大站间距下高铁、高速公路覆盖的效果，后续将结合5G设备上车方案，可进一步增强覆盖，提升站间距，降低建站投资，助力国家新基建5G+高铁覆盖。
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