如何系統(tǒng)地實現(xiàn)LTE無線設(shè)備的高級天線架構(gòu)

　　隨著其連接可靠性和傳輸速度的大幅提高，LTE正迅速在世界各地發(fā)展起來。根據(jù)全球移動供應(yīng)商協(xié)會（GSA）的數(shù)據(jù)顯示，目前已有超過318個LTE網(wǎng)絡(luò)在111個國家和地區(qū)投入商用。

　　在已經(jīng)商用和正在計劃的所有這些LTE網(wǎng)絡(luò)中有一個共性，它們同樣需要實現(xiàn)LTE的多輸入，多輸出（MIMO）需求。這些MIMO的需求會延展到基站和終端設(shè)備中。在終端設(shè)備的案例中，有幾個原因使得MIMO成為挑戰(zhàn)，包括：需要多個天線，持續(xù)不斷變薄的趨勢，史無前例的頻帶分離，運營商對低頻的偏愛，以及 在射頻設(shè)計中缺乏經(jīng)驗。

　　3G僅需要一個天線，而MIMO技術(shù)卻需要至少兩個天線。天線的數(shù)量會隨著MIMO設(shè)計成4&TImes;4和8&TImes;8而增加。為多個LTE天線（包括3G/2G備用天線、GPS、Wi-Fi、藍(lán)牙和NFC），找尋空間變得更加困難。而高階MIMO設(shè)計又與更輕薄的設(shè)備產(chǎn)生沖突。

　　隨著設(shè)備變得更加輕薄，智能手機(jī)和平板電腦的內(nèi)部空間正以每年25%的速度銳減。顯示屏和電池獲得了最高優(yōu)先級，而諸如處理器、內(nèi)存、天線系統(tǒng)和其他部件只能來爭奪剩余的空間。一方面是更薄的趨勢，另一方面是MIMO和低頻帶（例如700MHz）需要物理尺寸更大的天線配置，要同時滿足這兩個需求，這給原始 設(shè)備制造商們（OEM）以及他們的設(shè)計團(tuán)隊帶來不可忽視的壓力。

　　LTE的工作頻段超過40個，覆蓋了從450MHz到 2.7GHz，其中大約一半已經(jīng)用于現(xiàn)有的設(shè)備中。為智能手機(jī)或平板電腦建立LTE制式的全球性漫游，需要支持到至少40個頻段，在LTE還未覆蓋到的區(qū)域則降級為相應(yīng)的3G制式 。在這些頻段中，即使是在任一個很小的子集頻段中，為必要的2&TImes;2或更多的MIMO尋找天線空間都是具有挑戰(zhàn)性的，再加上諸如Wi-Fi和其他技術(shù)的天線 時就顯得更加不容易了。

　　運營商們總是渴望更低的資本支出（CapEx）和運營成本（OpEx），因此低頻段成為他們的最佳選擇。通常的經(jīng)驗是更低的頻率和更低密度的基站會給運營商帶來更好的收益。較低的頻帶同樣能提供較好的室內(nèi)覆蓋率，比如700MHz，在此頻段也可以適應(yīng)迅 速成長的“物聯(lián)網(wǎng)”（IoT） 市場的需求，提供良好的無線網(wǎng)絡(luò)，這也是保證用戶滿意度的關(guān)鍵。運營商們目前正關(guān)注600MHz頻段在未來的使用機(jī)制。但是，較低的頻帶同樣需要物理尺寸更大的天線，這就使得OEM廠商和他們的射頻供應(yīng)商在其更為輕薄的智能手機(jī)中放置天線時必須更有創(chuàng)造性。IoT設(shè)備同樣也存在天線空間限制的情況。

　　隨著LTE技術(shù)的普及率上升，設(shè)備供應(yīng)商在其產(chǎn)品中加入LTE的時候壓力也隨之而來。僅僅是因為跟隨新技術(shù)的學(xué)習(xí)曲線（learning curve）就足以給經(jīng)驗豐富的智能手機(jī)供應(yīng)商帶來挑戰(zhàn)。而對于眾多在M2M和IoT只有較少經(jīng)驗或者毫無經(jīng)驗的供應(yīng)商來說，在產(chǎn)品中植入蜂窩技術(shù)便存在更多的挑戰(zhàn)。

　　OEM廠商和他們的射頻供應(yīng)商不僅僅是要應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，而更重要的，是利用創(chuàng)新的解決方案來更有效地工作，同時在市場差異化中獲得優(yōu)勢。

　　有源天線和射頻解決方案：實現(xiàn)更好的靈活性、可靠性和性能

　　有源天線系統(tǒng)能夠幫助OEM廠商和他們的射頻供應(yīng)商更有效地工作。相比于傳統(tǒng)的無源天線，有源系統(tǒng)提供了在設(shè)計和性能上更高的靈活性。事實上，有源天線是適應(yīng)LTE的頻段分離和MIMO需求的最簡單的方式，它不僅能很好地滿足運營商偏愛低頻的需求，同時還能夠幫助契合越來越薄的設(shè)備。

　　單獨一根的有源天線能夠覆蓋兩個或者兩個以上的LTE頻段，甚至那些相隔很遠(yuǎn)的頻段也沒有問題，比如頻段17（704MHz到746MHz）和頻段 41（2496MHz到2690MHz）。單饋有源天線（Single-feed acTIve antennas）已經(jīng)發(fā)展為覆蓋所有從698MHz到2700MHz范圍內(nèi)的LTE頻段。這一靈活性使得更多的運營商能發(fā)展LTE的演進(jìn)版本（LTE- Advanced），也就是能夠載波聚合。當(dāng)分離的頻段變得更遠(yuǎn)的時候，LTE-Advanced就更有挑戰(zhàn)性。系統(tǒng)設(shè)計者們越來越多地選擇有源天線系統(tǒng) 來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。