36氪首发 | 利用龙伯天线提升5G基站覆盖,「粤海信」获清控银杏千万元级PreA轮融资

汝晴 · 2021-01-15
粤海信新型龙伯透镜天线已在多个领域实现商用

36氪获悉。5G龙伯透镜天线研发商佛山市粤海信通讯有限公司(下称:「粤海信」)获得清控银杏独家投资的千万元级融资,资金主要用于产品的研发和销售。 

粤海信成立于2009年,一直从事无线通信领域天线技术的研发、生产、销售及服务。2019年12月,公司发布了5G龙伯透镜天线。据介绍,相比于传统的平面天线,龙伯透镜天线是圆形球体,可以更均匀地向外辐射,有更大的覆盖面积。目前,公司研发的5G龙伯透镜天线已实现批量安装。

从运营商公布的数据看,现阶段5G技术存在着功耗与覆盖两个不可回避的短板。5G(中频)基站的覆盖距离只有约200~300米,要想达到4G的广义覆盖水平,5G基站的建设规模将数倍于4G基站。同时,5G基站的功耗也是4G基站的数倍。如何提升覆盖、降低功耗,成为摆在各大运营商面前的一道难题。 

而利用龙伯透镜模型开发的天线可以很好的解决这一难题。龙伯透镜模型最早是1944年由美国数学家鲁道夫·卡尔·卢纳伯格提出,其工作原理与光学透镜聚焦原理相似,即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。

龙伯透镜天线具有多方面优点:覆盖距离远,可提升频谱效率和通信质量,扩充网络容量,改善用户体验,还可以降低基站功耗,减少基站站址建设数量等。

龙伯透镜天线目前有球形和圆柱形两种主要形态,他们各有特点。球形龙伯透镜天线更加符合移动通信对信号保真度的要求,由于结构完全对称(球心对称),适用各种极化电磁波的传播,对制造工艺要求更高。圆柱形龙伯透镜天线在结构上属于轴对称结构,上下两个端面为平面,适合极化方向与透镜轴向平行和正交的电磁波传输,制造工艺要求较低,但对于其它极化方向的电磁波,因为上下两个端面的反射,会改变电磁波的极化方向,降低通信质量。

龙伯透天线示意图

以上两图显示了45°极化的电磁波通过圆柱形透镜和球形透镜后,电磁波的极化方向。圆柱形改变了电磁波的电场分布,造成了交叉极化比差,影响了网络质量,而球形龙伯透镜没有。保证了网络质量同时,更适合多波束场景。

虽然龙伯透镜自带天然技术优势,然而要真正实现却很难,主要是受限于材料和工艺,更确切的是低介电常数材料限制了龙伯透镜天线的应用,工艺决定了龙伯透镜天线的性能。粤海信创始人、总工程师郑洪振认为,这是龙伯透镜一直以来无法批量化生产的关键。

粤海信2015年初成立龙伯透镜技术研究团队,经过艰辛而不懈的研发努力,在2017年研制成功球状龙伯透镜天线,并于2019年亮相上海世界移动通信大会MWC。行业中,国外的MATSING推广仅限于AT&T的应用,主要原因还是在于价格太高。而粤海信从多个方面对该类型天线的工艺进行了改进,开发出能够量产商用的龙伯透镜天线。

研发团队通过自主创新研发得到介电常数灵活可控的新材料,使频率满足300MHz—80GHz需求。同时,解决了材料重量对产品应用的约束,实现了材料重量与泡沫相似,直径400MM的材料重量为1.5kg。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0.5dB。值得关注的是,产品80%工艺可以实现自动化,良率得到保障,已满足量产需求。 

郑洪振介绍说,研发团队已经成功控制了龙伯透镜天线的制造成本,目前与传统多波束天线的成本基本持平。据介绍,粤海信新型龙伯透镜天线已在多个领域实现商用。 

第一大应用领域是5G网络建设。龙伯透镜天线利用多波束、高增益的特性,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。2020年,业务团队已成功签订了国内运营商的订单。

第二大应用领域是工业互联网。工业互联网是一个比较复杂的场景,涉及到室内覆盖、室外覆盖和小区覆盖。当下在信号覆盖方面还没有最佳整体解决方案。目前已有的解决方案功耗大、成本高,而且一些功能用不上。粤海信研发团队提出的方案是5G小站+龙伯透镜天线,把5G小站原来15米左右的覆盖范围,提升到100米,且不改变功率。假定一个工业园是2万平方米来测算,需要铺设的5G小站数量减少,整体成本约能降低70~80%。未来,5G小站+龙勃透镜天线还可以应用于小区覆盖,

谈及本次PreA轮的投资逻辑,清控银杏虞力博士告诉36氪,5G作为新一代信息技术无缝融合的纽带,打通了数据从采集、传送到分析、决策的全过程,强化了数据作为生产要素的作用,成为数字产业化和产业数字化的引擎。国内新基建将加快5G网络的部署,借助粤海信龙伯透镜天线高增益且多波束的特征,有望实现通过4G站址改造,满足5G站点建设,极大的减少站点数量,减少建设成本,有效解决当前基站覆盖近的问题。通过5G小站+龙伯透镜天线后,实现100米以上的覆盖半径,是5G新基建的方案之一,可以有效解决5G能耗大的问题。

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