摘要:作为现实世界和网络世界的重要连接,天线在无线网络中扮演着至关重要的角色,信号辐射的覆盖距离和区域、用户的网络体验,这些无线网络系统中的关键性能指标,都依赖于信道与天线波束的匹配度以及信道中电磁波质量的好坏,如何优化天线波束的设计进而实现最优的网络性能,一直是天
连接网络与用户的“最后一公里”。
作为现实世界和网络世界的重要连接,天线在无线网络中扮演着至关重要的角色,信号辐射的覆盖距离和区域、用户的网络体验,这些无线网络系统中的关键性能指标,都依赖于信道与天线波束的匹配度以及信道中电磁波质量的好坏,如何优化天线波束的设计进而实现最优的网络性能,一直是天线演进的使命,也是通信行业的重要课题。
如今,站在5G-A建设的新周期,面对新技术、新场景、新需求,我们不禁要问,2025天线市场究竟有多大?如何在有限的频谱资源内,通过更精准、更智能的天线波束设计,满足用户对网络速度、稳定性和覆盖范围的更高要求?
市场格局稳固
网络是国家数据基础设施建设的重要支撑。5G借助其高速率、多连接和低时延的优势极大地推动了移动互联网的创新,为各种新型应用和服务提供了强力支撑。据工业和信息化部数据显示,截至11月末,我国5G移动电话用户达10.02亿户,占移动电话用户的56%,占比较上年末提高9.4个百分点,网络基础设施建设深入推进,5G基站总数达419.1万个,比上年末净增81.5万个。
随着通信基站从2G向5G的不断过渡,基站天线经历了多个发展阶段,从全向天线到定向双极化天线、电调单极化天线、电调双极化天线,再到双频电调双极化天线、MIMO天线。5G时代,在频率、功耗、覆盖等全新需求下,5G基站需求的有源天线、MassiveMIMO天线等逐步成为基站市场的主要角色,这也带动了我国天线产业链的茁壮成长。
据不完全统计,2024年三大运营商集团层面天线设备集中采购共有六次,分别是中国移动2024年至2025年多频段基站天线产品集中采购项目、中国移动2024年至2025年特殊场景天线产品集中采购项目、中国移动2024年至2025年高铁天线产品集中采购项目、中国电信2024年高铁场景绿色天线集采、中国电信2024年高铁定制波束透镜天线代加工服务集采、中国移动2024年至2025年绿色多频段基站天线产品。
综观2024年有具体份额数据公开的运营商天线集采显示,2024年天线共采购约157.31万面,总集采金额近近21个亿。从集采结果来看,中信科、京信、华为、中兴、亨鑫科技仍占据主要市场份额,波束透镜天线由海天和粤海信包揽。
其中,中信科移动着力推进多扇合一与多频合一解决方案,通过技术路径创新,提升网络覆盖的速度和质量,满足大容量天面受限场景的站点需求,同时,中信科移动也将打造700M+900M/800M+900M双频合一极简解决方案,实现一次性的4/5G站点部署,降低设备成本和施工周期。
针对特殊场景,亨鑫科技通过密集人群下的场馆赋形技术、低需求场景下的室分漏缆和地停天线和电梯宝等产品,以及微分布室分系统,实现了快速精准补盲需求,同时推出集成了电子指示功能的透明MIMO天线,在亚克力材料上面附着生长极细的金属丝状网格,以替代传统的铜箔作为天线的辐射材料,实现天线透明效果,为业界深度信号覆盖打开了全新的视角。
高铁场景天线则是专门针对高速铁路环境而设计的天线,铁列车具有速度快、穿越多种地形和气候条件的特点,通信信号的稳定性和连续性面临严峻挑战,2023年,中国移动研究院联合华为正式发布了集成式比萨天线解决方案,比萨天线首创天线“横滚”姿态,通过波束偏转和多维下倾角调节技术,实现高铁线路覆盖能量最大化,有效解决高铁场景下网络覆盖弱、“塔下黑”等问题,从而提升线路信号连续性,助力极简、绿色、高性能高铁网络建设。
值得注意的是,透镜天线具备更高的增益、更好的波束能力,最开始应用在军事领域,近年来开始被引入无线通信领域,透镜天线具有辐射单元少、馈电网络简单、可靠性高、功耗低,产业成熟度不断提高,此前,中国移动已经和粤海信、西安海天等企业在现网进行了测试验证工作,其中粤海信联合中国移动研究院、设计院以及中国移动甘肃分公司联合开展“透镜天线”试点应用,在解决大站间距覆盖空洞问题上取得突破性成果,海域覆盖亦然。
伴随移动通信的不断发展,天线行业的企业竞争格局较为清晰,主要由几家具有技术优势和市场份额的领先企业主导,同时,领先设备商也正通过技术创新和差异化竞争持续赢得市场份额。
深度覆盖诉求走高天线产业稳中有进
2025年是5G-A规模建设全面铺开的一年。通感一体、3CC等特性的涌现将进一步推动天线市场的深化与发展。同时,随着室内覆盖需求的日益加深,运营商网络建设对容量、覆盖质量的要求不断提升,尤其针对重点场景的深度覆盖尤为重要,2025年天线产业整体呈现稳中有进的态势。参考2024年三大运营商天线设备集中采购总额近21亿元的规模,《通信产业报》全媒体预测,2025年三大运营商的天线设备集中采购总额有望突破25亿元大关,天线产业将在稳健中持续前行,展现出蓬勃的发展活力。
事实上,从中国移动已知的2025年至2026年室分天线和小型化天线集采招标情况分析也能看出,2025年天线市场将高质量增长。
据中国移动发布“2025年至2026年室分天线产品集中采购项目”与“2025年至2026年小型化天线产品集中采购项目”两则天线集采公告显示,本次集采主要包括室内全向吸顶天线、室内定向壁挂天线、室内定向窄波束天线等,采购规模约1588.82万面。小型化天线产品集中采购项目集采产品为小型化1800-D宽频两通道天线,采购规模约1.77万面;小型化700-900MHz宽频两通道天线,采购规模约2.82万面,这也是近三年来,中国移动在天线集中采购中的最大单一订单。
虽2024年运营商在5G方面的投资建设较前两年的高峰期逐渐放缓,但从整体通信行业发展来看,5G网络的深度覆盖和优化仍在持续推进,对基站天线等仍有持续需求,特别是随着室内外通信环境的多样化需求,特殊场景天线和室分天线的需求在未来一段时间仍会保持一定规模。
亨鑫科技CTO华彦平认为,场景化、定制化需求的增长,以及低空网络覆盖天线和卫星通信天线需求的上升,都将对天线技术提出更高的要求。作为天线制造商,必须不断创新技术,提升产品性能,以满足市场的多样化需求。
其中,场景化需求意味着天线的设计与应用必须更加紧密地贴合特定的使用环境和需求。无论是智慧城市中的物联网设备连接,还是偏远地区的网络覆盖,亦或是高速移动中的车载通信系统,都需要天线能够根据具体场景进行精准定制,以确保信号传输的稳定性和效率。
而定制化需求的增长,则进一步推动了天线技术的创新与差异化发展。客户不再满足于通用的天线产品,而是希望获得能够根据其特定需求量身打造的解决方案。这包括但不限于天线的频率范围、增益、极化方式、尺寸以及安装方式等,都需要根据客户的实际应用场景进行个性化设计。
中兴通讯RAN产品副总经理田之继表示,无线通信业已处于5G-A,迈向6G的发展阶段,天线作为无线通信系统非常关键的一环,越来越受到重视。未来天线的发展方向必然是电磁学和信息学结合的数字化、与AI-RAN发展匹配的智能化,迈向数智化天线发展。
备战6G:智能化新“赛道”
自无线网络诞生至今,香农定律始终是引导其发展的根理论。为了不断追求更高的网络容量极限,频段的持续叠加、通道数量的持续增加是最为关键的趋势和手段。天线的演进也沿用了同样的步伐,从最初的单频天线到多频段All-in-one,从单一端口天线到大规模天线阵列,这些技术趋势一直是近几十年来天线演进的主要方向。
随着移动AI时代的到来,用户需求和习惯、生产方式正在发生根本性的变化。人们对信息通信的消费要求变得更加个性化、智能化,期待网络能够更好地理解和满足自己的需求。这推动了整个信息通信业的变革,一张能够自我管理、恢复乃至“自动驾驶”的自智网络变得不可或缺。
华为天馈业务部总裁孙友伟表示,基站天线作为无线通信系统中至关重要的基础设施,其数字化能力的构建是网络向智能化演进的必然选择。更具体的来说,天线作为连接网络与用户的“最后一公里”,天线必须具备可感、可调和可视能力,才能更好的支持网络向智能化演进。
具体来看,可感即能够实时、准确地获取自身的工作参数,如位置、方位角、下倾角等,这种精准实时的数据获取方式,可有效替代原本需要人工上站勘测和维护的过程,释放生产力。
可调则使得天线的波束指向和形状都可以根据业务需要灵活调整,真正做到“波随人动、网随业动”,极大地提升网络的灵活性和适应性,满足用户在不同场景下的需求。
可视则是依托络智能化所需的底层信息传输能力,通过构建天线、RRU和BBU的端到端可视可管能力后,无线基站系统就可以结合天线输入的工参信息和用户需求,通过智能网络中枢(OMC)输出最优决策。而天线也可以实时精准接收到基站下达的指令,快速响应,完成波束调整等优化执行动作,从而实现网络分钟级精细化调优,保障用户随时随地最优体验。
《通信产业报》全媒体记者了解到,在早期的多天线系统中,普遍采用了被动式天线结构。这一结构的使用对于系统在数字域对整个阵列的控制灵活度带来了显著的制约,尤其是限制了系统在垂直维优化信号空域分布的能力。
随着有源天线技术在移动通信技术领域应用成熟度的提高,网络侧可在数字域独立控制更多通道,从而能够支持更大规模的多天线系统,并使系统具备了在水平和垂直维以更大的灵活度实现三维波束调控的能力。
目前,可重构超表面技术在覆盖扩展及传播环境改造方面的潜力受到了产业界和学术界的高度重视。在多天线系统中,可以通过对可重构超表面中大量低成本、低功耗的可控反射 、透射、泄漏单元的调控,实现大规模天线波束赋形的效果。在可重构超表面天线中,RIS和RHS是目前最具代表性的两种新型天线结构,也被视为6G发展的关键技术。
面向下一代系统,可以预见多天线技术仍将发挥重要的基础性作用,为系统频谱利用效率、传输可靠性、覆盖能力及干扰抑制能力的进一步提升提供更加坚实的支撑。随着理论研究的进一步深入以及更多支撑技术的涌现,多天线技术将以更大的规模在更为广阔的场景中得到部署和应用,也会更加深入地渗透到系统的各个层面。
采写:党博文
图表:张曙念
编辑:博文
指导:辛文
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来源:通信产业报