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华为天线的逆袭之路:六年磨一"线"

时间:08-10 来源:互联网 点击:

2010年8月,我被任命为天馈业务部部长,当时真是"压力山大"。

天线业务已经连续三年因网上质量问题而发生大规模整改,客户满意度很低,市场一线甚至私下调侃说"珍爱生命,远离天线",因为卖出去的天线一旦出了问题,不仅给他们带来额外的工作,还会影响其他产品的品牌。在一次业务决策会议上,公司领导严厉地说:最后再给你们三年时间,如果还没有根本改变,就解散天馈业务和团队。

我们只能背水一战:要么不做,要么就做最好。我们必须证明自己。

决定做single天线

我们意识到,天线已经错过了3G,不能再错过4G。2010年,LTE开始起步,友商正在为LTE储备三频天线技术,我们该如何弯道超车?跟随永远无法超越,必须要通过创新提升产品竞争力。

恰在此时,无线基站产品提出"五频三模"的SingleRAN方案。相应的,未来的天线也必须把原来的多面单频天线集成到一面天线中,实现一面天线支持多频的功能。于是我们提出在2013年一面天线要支持五频三制式,即支持800MHz/900MHz/1800MHz/2100MHz/2600MHz 五个频段,GSM/UMTS/LTE三种通信制式,取名为Single天线。

 

 

阿姆斯特丹上空的华为Single天线

"决不做苟且方案"

2011年9月,公司正式启动Single多频天线的开发。如果说单频天线是长江上游的支流,那么Single多频天线是就长江,奔腾的支流江水(信号)汇入长江,最后奔向茫茫大海。

Single多频天线与单频天线相比,其开发难度呈指数级上升,产品架构的设计是第一个拦路虎。最初我们提出两个架构方案:一是把多个频段上下堆叠。这个方案技术难度低,开发速度快,但是性能相比单频天线总和变差;二是把多个频段左右延伸。这个方案技术难度也不大,性能与单频天线总和相当,但是天线尺寸大部署困难。我对这两个方案都不满意,因为它们满足不了客户需求,客户普遍要求Single多频天线性能不下降、部署难度不增加。最后大家达成共识:决不做苟且方案。我们必须有一个更好的架构,确保Single多频天线:扩频不降性能,增频不增尺寸,加端口不加重量。

设计团队重新梳理思路,最后提出一个SBS(肩并肩)方案,类似于三峡大坝,分多个出水口,彼此之间隔离,提升水流速度。这是一个非常大胆的设计。

2011年11月,我们发起集结号,由现架设部部长"老"肖担任小组长,在3个月内论证SBS方案的可行性。

做单频天线开发,因为有经验可借鉴,可以直接做样机开发。但做多频天线,必须先做网络仿真再做样机。于是"老"肖找到性能部专家张博士和Nix,张博团队在上海,Nix团队在西安。当时深圳还没有大型仿真设备,需要深圳团队根据天线架构输出天线参数,传给上海和西安,作为网络仿真的输入。一个网络模型仿真一次需要一周时间。为保证仿真结果的准确性,任何参数的调整都要重来一遍仿真,工作量非常大,因此每一个人都非常有耐心,把每一个细节都要讨论透。"老"肖更是把一周分成几段,上海两天、西安两天、深圳两天,利用晚上时间赶乘飞机。三个月之后,10份完整的仿真数据呈现在大伙面前,上海团队与西安团队的仿真结果完全一致,SBS架构完全可行,其性能比上下堆叠方案提升15%以上,宽度及重量不增加部署难度。前方的路终于被照亮!

 

 

客户与华为天线专家深入研讨设计细节

"偏偏不信邪"

天线对无源互调的要求非常高,无源互调的输出要求小到如两个地球相碰撞,却只能产生不超过黄豆粒那么大的碎片。而NASA在上世纪发现,在卫星通信中,在射频通道的任何一个金属连接界面上,不同的金属材料、不同的镀层、甚至氧化程度和粗糙度的微小差异,在不同的接触压力下、不同的电流密度和不同的频率下产生的互调响应都是不同的。温度、湿度等各种非人力因素也会影响到天线无源互调指标。

无源互调被业界普遍认为是天线行业的门槛,也是国外友商长期占据的技术制高点。由于Single多频天线内部连接点比单频天线多,装配更复杂,可能引起传输非线性的互调源更多,任何一个微小的非线性干扰源都可能产生互调信号。我们必须解决无源互调问题。

负责挑战这个问题的是老郭。他做的第一件事情,就是把故障天线拉出来反复敲打,开展海量测试和试验,收集了很多数据,但只是找出了规律,却找不到问题根因,所以无法给出解决方案。老郭一次在阅读一本关于卫星通信互调的书籍时,突然意识到书里有很多基础理论的阐述对项目有用,于是专程飞到西班牙VOLENCIA大学和作者进行了一天的交流。这次交流为后续攻关奠定了重要的理论基础。

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