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Pasternack博客

有源天线与无源天线:有源天线和无源天线的区别

 

无源天线是完全由无源组件组成的辐射元件。通常情况下,这意味着无源天线系统是至少包括无源辐射器(天线元件)、无源阻抗匹配、无源巴伦、无源调谐(电容或电感)和无源互连(通常为50 Ohm或75 Ohm阻抗)的系统。环形器或隔离器也可以被认为是无源天线的一部分,这取决于天线系统是作为一个单元还是作为单独的部分包装而成。在某些情况下,天线这一术语可以用来描述天线元件或结构以及天线系统。

有源天线系统使用某种有源电气增强或控制方法,为给定应用提供改进的天线性能。有源天线组件可能包括放大器,例如低噪声放大器(LNA)或功率放大器(PA)、有源滤波(可调谐滤波器或开关滤波器组),以及开关天线辐射器部分。有源天线可以实现控制和性能增强,可以手动启用/配置,也可以由软件或模拟/数字控制系统自动启用。对于需要更多自由度、可调谐性,增加到/来自天线辐射器或可配置天线的信号强度的许多应用而言,有源天线至关重要。有源天线可以更好地抑制不需要的信号,使用靠近天线的低噪声放大器(LNA)可以降低信噪比(SNR),具有较高的发射功率,可以更好地匹配天线的阻抗,以及其他性能优势,具体取决于所用有源天线的技术。

有源天线的一个更高级的版本是有源天线系统(AAS),它可以使用完整的发射/接收(TRX)组件以及相位和幅度调整来实现波束成形。有源天线系统(AAS)的其他形式包括多输入多输出(MIMO)功能,该功能包括支持来自多元素天线阵列的多空间流的数字处理。天线阵列可以使用模拟波束成形、数字波束成形或混合波束成形,具体取决于用于驱动有源天线系统(AAS)波束成形天线阵列的技术。更高级的有源天线系统(AAS)可能包括所有天线阵列、收发信机单元(TRX)、调制/解调、数模转换器(DAC)、模数转换器(ADC)、数字处理、波束成形、多输入多输出(MIMO)、载波聚合(CA)以及单个模块中的网络通信硬件,正如最新的4G LTE有源天线系统(AAS)模块一样,计划用于5G基础架构。

有源天线也可能是智能天线或认知无线电的一部分,并在其环境中包括一些对电磁(EM)频谱的了解,或者包括从外部提供情报的能力。这样一来,智能天线可以对自身进行重新配置,以便在当前环境中获得最佳性能。认知无线电系统甚至能够了解其环境以及其环境中无线通信的动态,并开发出利用有源天线技术或其他无线电技术的策略,以增强其服务。

通常情况下,有源天线比无源天线更昂贵、更复杂,因此有源天线供应商的选择较少。此外,虽然有源天线和有源天线系统(AAS)可能还包括内置自测(BIST)和内置诊断(BID)技术,可以帮助进行故障排除过程,但是有源天线可能比无源天线更难进行故障排除和维修。在许多情况下,有源天线或有源天线系统(AAS)是较大的通信基础设施的一部分,必须以特定的方式运行,从而使有源天线或有源天线系统(AAS)仅对给定应用有用。对于无源天线,通常可以根据需要或要求的变化,使用各种不同的天线。