观点5GATG为何需要相控阵天线？

　　以下文章来源于老鹰漫谈，作者老鹰漫谈
　　作者谢鹰
　　公众号老鹰漫谈1背景
　　随着民航局正式发布《中国民航新一代航空宽带通信技术路线图》，将5GATG纳入新一代航空宽带通信路线图，中国电信、中国移动纷纷发布5GATG建设计划，5GATG让航空互联网未来技术之路多了一个选择。
　　老鹰参加2021（第三届）中国民航互联飞机大会，大会期间5GATG成为会场内热点话题，中国移动对外展示了5GATG相控阵天线样品，不断有航空公司的同仁向老鹰提出，5GATG的天线为什么这么大？好像比欧洲EAN（欧洲航空网络，欧洲版ATG）、美国ATG的天线大了好多，遂以本期文字详解5GATG为何需要相控阵天线。
　　2ATG的频率问题
　　众所周知，横亘在ATG发展之路上核心问题就是频率问题，美国GoGo当年之所以ATG一战成名，核心原因就是GoGo前身Aircell买下了美国对空的3MHz800MHz频率，利用这段频率资源建设CDMA1XEV网络构建了3GATG宽带链路，欧洲EAN网络也是借助海事卫星组织在S波段230MHz宝贵的频率中，划出215MHz专用频率建设4GATG网络，虽然至今仍有卫星企业向欧洲当局质疑海事卫星将此段频率用于EAN网络建设的合法性，但不可否认的是专频专用是ATG网络建设的频率保障和捷径，这样的ATG网络机载天线无需使用相控阵天线，用刀型全向天线即可。
　　中国ATG之所以十年难产，核心原因就是频率问题，这个故事很长，这里老鹰就不再赘述了，频率资源作为不可或缺的战略资源，其重要程度不言而喻，频率资源跟土地、水、大气资源一样重要。
　　频率资源的使用存在使用效率问题，在地面蜂窝网络中，我们通过频率复用，使得当年中国移动、中国联通就凭借几十MHzGSM900MHz频率，建成了承载数亿用户的GSM蜂窝网络，当前如火如荼的高通量卫星技术，就是将过去传统的大波束卫星频率使用，转换为类似蜂窝式频率复用，当然这个颗粒度比较大，毕竟从3万公里高空覆盖陆地，每个波束的覆盖范围都是数百公里范围，正是有这种波束频率复用，才有高通量卫星上百倍容量提升。
　　地面使用频率由于地形限制，其复用度非常高，一点点频率就可以支撑数亿容量网络，但卫星频率使用则不然，频率复用度远远小于地面。
　　国内ATG发展面临的核心问题就是频率问题，为什么不能拿出专用频率用于ATG呢，核心原因是使用效率问题，如果这些频率用于地面可以发挥更大价值，如果用于ATG，由于飞机飞行在10000米高空，飞机能看到的陆地范围高达数百公里范围以上，如果不使用特殊天线，这些区域范围内，由于ATG飞机到地面链路存在，使得地面无法重复使用这些频率，这样的频率使用效率远不能跟地面使用频率复用效率相比，所以往往存在专用频率用于ATG不划算的问题，当然这些都是跟当前成熟的陆地蜂窝通信频率复用效率相比。
　　35GATG为何需要相控阵天线
　　今日的中国5GATG之路，频率使用是以ATG频率与地面频率同频复用作为基调的，当然中国电信的5GATG利用了民航一段DME专用频率，但更多的频率还是复用地面的频率的，既然是天地同频复用，相控阵天线就成为了必选项。
　　相控阵天线经过精确的赋形增益，一方面可以大大提高天线增益，另一方面可以将波束赋形到很小的波瓣，通过ATG基站数据库与飞机相控阵天线的精确控制，可以将万米高空的飞机同频干扰范围控制在ATG基站周边几公里范围内，这样的话，只要ATG基站周边几公里范围内这些频率不使用，ATG频率在其他地方都可以自由使用。这就是为何运营商可以把自己非用于大网广覆盖的频率用于ATG，比如专网或者室内覆盖频率。
　　那么从地面到飞机是否不用考虑相控阵天线呢？众所周知，目前地面蜂窝网络建站密度之大，基站天线波瓣向上泄露，加上一些专门做高层覆盖特殊基站，往高楼辐射，同频使用的底噪问题也必须考虑，因此频率选择也有诀窍，最好不要选用郊区大规模覆盖使用的频率，比如中国电信弃用某段频率而选择另外一段频率，这段频率主要建设集中在城市。同时也需要通过相控阵天线，提高增益和降低干扰。
　　综上所述，相控阵天线成为5GATG未来的必然选择。
　　4老鹰观点
　　随着5GATG如火如荼的发展起来，一方面让从业者在航空互联网的技术抉择有了更多的选择，另一方面也让未来天路更快、更宽，为航空互联网的快速发展奠定坚实基础，随着5GATG相控阵天线的快速发展，相信不久的将来5G会让飞机更智能，让我们未来飞行生活更美好！！！