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4G/LTE天线设计开发简介

发表时间：2021-12-23

在移动数据设备中，天线是连接网络的唯一部件，4G天线信号的稳定和增益变得越来越重要。然而，各种电子设备中的4G天线设计所面临的挑战十分艰巨。尽管应对这些挑战有多种可行的解决方案，但每一种都会有潜在的性能折衷。

有许多因素会影响手持移动通信设备的天线性能。虽然这些因素是相关的，但通常可以分成三大类：天线尺寸、多副天线之间的互耦以及设备使用模型。

天线尺寸天线尺寸取决于三个要素：工作带宽、工作频率和辐射效率。今天的带宽要求越来越高，其推动力来自美国的FCC频率分配和全球范围内的运营商漫游协议;不同地区使用不同的频段。“带宽和天线尺寸是直接相关的”且“效率和天线尺寸是直接相关的”--这通常意味着，更大尺寸的天线可以提供更大的带宽和更高的效率。

除了带宽外，4G天线尺寸还取决于工作频率。在北美地区，运营商Verizon Wireless和AT&T Mobility选择推广的LTE产品工作在700MHz频段，这在几年前是FCC UHF-TV再分配频段的一部分。这些新的频段(17，704-746MHz和13，746-786MHz)比北美使用的传统蜂窝频段 (5，824-894MHz)要低。这个变化是巨大的，因为频率越低，波长越长，因而需要更长的天线才能保持辐射效率不变。为了保证辐射效率，天线尺寸必须做大。然而，设备系统设计人员还需要增加更大的显示器和更多的功能，因此可用的4G天线长度和整个体积受到极大限制，从而降低了天线带宽和效率。

4G天线间互耦更新的高速无线协议要求使用MIMO(多入多出)天线。MIMO要求多根天线(通常是两根)同时工作在相同频率。因此，话机设备上需要放置多根天线，这些天线要同时工作且相互不能有影响。当两根或更多天线位置靠得很近时，就会产生一种被称为互耦的现象。

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