年俄国科学家波波夫在金属屑检波器检测电磁实验偶然发现了导线会对电磁信号干扰距离产生影响的问题,无线电天线由此问世。

对今天来说,天线对人类的贡献是非常巨大的,它的出现直接改变了人类社会的生活方式和信息交流。众所周知,我们所熟悉的无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等等工程系统,都是利用电磁波来传递信息的,它们依靠天线来进行工作。

天线技术随着科技的发展在不断地变革着。

以手机终端为例,随着1G、2G、3G、4G的发展,手机通信使用的无线电波频率在逐渐提高,其所需的天线技术也在不断提高。1G时代最早的手机采用的天线是外置式的,从诺基亚开始才转为内置式的天线。2G时代以来内置式天线经历了由弹片天线到FPC天线再到LDS天线的技术转变。5G时代的到来,手机通信表现的高频化特性再次影响了天线材料的选择。液晶聚合物的天线设计(LCP)因其介质和导体等良好性能与5G技术发展更具适配性有望登上新的天线舞台。

手机天线发展史

资料来源:中信建投证券研究发展部

一、什么是天线

天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中,用来辐射和接收无线电波的装置称为天线。

天线的工作原理非常简单。学过物理的都知道,当导体上通以高频电流时,其周围空间就会产生电场与磁场。科学家们会根据电磁场的空间分布特点对其进行区分。一般来说,传播出去已不与导线上的电流、电压有直接的联系的电磁波被叫做辐射场。发射天线正是利用辐射场的这种性质,使传送的信号经过发射天线后能够充分地向空间辐射,之后天线振子感应电动势,若此时天线与接收设备相连,则在接收设备输入端会产生高频电流。

资料来源:百度百科

在不同的维度下,对天线的分类方式是多种多样的。按工作性质可分为发射天线和接收天线;按用途可分为通信天线、广播天线、电视天线、雷达天线等;按方向性可分为全向天线和定向天线等;按工作波长可分为超长波天线、长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等;按结构形式和工作原理可分为线天线和面天线等;按维数可分成一维天线和二维天线;按使用场合的不同可分手持台天线、车载天线、基地天线。

二、天线产业链

天线产业链划分较为简单,大致为上游原材料、中游天线行业、下游通信运营商和设备商,行业及客户。

以移动通信为例,天线产业链上游原材料包括五金材料和电子元器件。在上游细分领域,生产天线振子的代表企业有飞荣达、东山精密、春兴精工等;专注PCB板生产的有沪电股份、深南电路等;从事滤波器和射频器件的企业如风华高科、世嘉科技、大富科技等等。中游基站天线行业其中包括传统天线厂商和天线代工厂商,传统天线厂商有京信通信和盛路通信等;天线代工厂商有东山精密和春兴精工等。下游通信运营商和设备商,运营商主要以移动、联通、电信为主;设备商主要有华为、中兴等。

移动通信天线产业链

资料来源:国信证券经济研究所

随着5G的发展,5G天线产业链有望得到重构。原4G时期天线直接由运营商统一集采再交由设备商进行安装的。在5G时期天线射频一体化集成后,天线厂商需要提前和设备商进行有源天线的一体化研发测试,即传统天线厂商完成天线的设计、加工和组装等环节,设备商完成射频部分的设计,再由天线厂商或者设备商组装完成。设备商进行一体化测试后,天线随基站设备进入运营商产品序列,天线厂商的下游由运营商变成了设备商,主设备商将掌握天线环节的主动权。

5G重构天线产业链

数据来源:东方证券研究所

三、天线市场现状

年以前,国外厂商通过主设备与天线打包的方式垄断了中国的市场,国外基站天线价格在国内曾经高达1万元。直到年,仅Kathrein和Andrew两家天线市场占比仍达到了79%,其专利壁垒严重阻碍了中国天线品牌进入国际市场。随着中国三大运营商拆包集中采购,打破专利壁垒后,国产天线占比才持续提升,截止到年华为天线全球市场份额达到了32%,成为全球第一大天线生产商。

年全球天线厂商市场格局

数据来源:EJLwirelessresearch,联讯证券

5G促使国内天线将朝着多频、有源等复杂天线方向发展,天线需求呈倍数级增长。4G时期,我国基站天线总产量自年开始处于高位横盘的状态,随着4G建设的逐步完整并趋于稳定甚至略有下降。年国家预计对5G进行部署后,5G天线产量再度上升,同比增长了15.6%,且年增长趋势继续保持,年5G正式商用化后,天线产量只会更大规模增长。

四、5G迎来手机天线材料变革,受益相关厂商

液晶聚合物(LCP)是20世纪80年代初期发展起来的一种新型高性能工程塑料,是一种由刚性分子链构成的各向异性的芳香族聚酯类产品,具有极高的物理强度和结晶性,在一定的物理条件下既有液体的流动性又呈现晶体的各项异性的物理状态(液晶态性能特殊),制品拉伸强度和弯曲模量可超过10年来发展起来的各种热塑性工程塑料,因此被誉为超级工程塑料。

各种天线材料性能对比

资料来源:《studyofLCPantenna》

现有4G手机天线的材质和工艺都不能直接用于5G手机天线,必须进行重大变革,采用全新的材料和制造工艺。各种天线材料比较下,LCP以其本身优异的性能成为适配5G天线技术的新材料。然而,LCP天线产业链主要由国外厂商主导,国内厂商仅参与模组制造。其中,模组制造是LCP天线的一大难点,市场上供应商少,目前主要厂商包括安费诺、立讯精密以及信维通信。

立讯精密():为迎接5G高频时代,公司强势切入LCP天线业务,主要LCP产品为LCP连接器/线和LCP天线模组。公司LCP天线模组供应北美大客户,目前LCP天线日峰值产能达20万套以上,新品份额约50%,同时LCP天线产品生产良率符合预期。年立讯精密LCP天线已实现创收,并且成为全球最大的LCP天线模组供应商。

信维通信():主要LCP产品有LCP连接器/线LCP天线模组LCP毫米波天线模组。公司能提供LCP天线(电路+模组)一站式解决方案,其中多层LCP天线已通过多个国际重要客户的认可,可实现单/多根射频传输线一体化设计,可集成天线和射频前端。公司具备LCP模组能力,目前进入送样测试阶段。

除上述外,硕贝德、合力泰、瑞声、电连技术等手握LCP天线技术,亦有望介入LCP天线模组领域。

(文章来源:解析投资)



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