引领汽车行业大步迈入一个全新的智能时代

在科技飞速发展的当下，5G 技术正以前所未有的态势深刻变革着众多行业，汽车领域亦不例外。5G 汽车凭借其令人惊叹的高速率、卓越的连接性以及极低的延迟特性，正引领汽车行业大步迈入一个全新的智能时代，彻底改写汽车的运作模式。

5G 的引入，堪称汽车行业的一次重大变革。在联网汽车的未来蓝图里，内部和外部天线的战略性融合至关重要。这一融合将助力汽车与 5G 网络实现高速、低延迟且稳定可靠的通信连接。基于此，诸多先进应用得以落地。例如高级驾驶辅助系统(ADAS)，它能够实时感知车辆周围的环境信息，为驾驶员提供精准的驾驶辅助，大幅提升驾驶安全性;实时交通更新功能，可让驾驶者随时掌握路况动态，合理规划出行路线，有效规避拥堵;远程诊断技术能够及时察觉车辆潜在问题，提前安排维修保养，确保车辆正常运行;无缝娱乐体验则为驾乘人员在旅途中带来丰富多样的娱乐享受，让出行变得更加惬意。随着 5G 基础设施的持续完善与发展，联网汽车将变得愈发智能与精密，能够充分挖掘和发挥这一变革性技术的巨大潜力。

展望未来，运用 5G 网络的汽车需具备多种关键能力。增强的移动宽带使消费者能够在极短的数毫秒内完成千兆字节数据的传输，为车内的高清视频播放、大数据量的地图下载等应用提供了有力支撑。大规模机器式通信(mMTC)允许间歇性的数据传输，这一特性在智慧城市建设中发挥着重要作用。通过 5G 连接的路灯、红绿灯以及建筑等城市基础设施，可以实现对交通流量的精准调控，优化城市交通运行效率。在农村地区，联网农业系统借助 5G 技术，能够对农作物生长环境进行实时监测与智能调控，提高作物产量，降低粮食生产成本。而对于自动驾驶汽车、远程患者监护和工业自动化等高风险、对可靠性要求极高的基础设施而言，超可靠且低延迟的通信是其正常运行的关键保障。这些应用场景对高连接性的迫切需求，正推动着汽车行业在不久的将来不断追求更先进的通信技术。

道路安全是汽车行业发展中永恒的主题，5G 技术的应用为提升道路安全带来了新的契机。道路运营商能够收集联网车辆的数据，并通过深入分析，及时发现潜在的交通安全隐患，采取有效措施避免事故发生。汽车制造商也越来越倾向于在车辆上安装车载安全传感器，这些传感器不仅能够在无网络环境下检测交通拥堵状况，为驾驶员提供替代路线建议，还对自动驾驶技术的实现起到了关键的支持作用。在新型 5G 基础设施的支持下，诸如经过红绿灯优化的速度控制系统，能够根据交通信号灯的变化实时调整车辆速度，实现车辆在路口的顺畅通行;各十字路口的交通调节系统，可有效协调不同方向车辆的行驶，提高路口的通行效率;自动驾驶车辆专用车道的设置，则为自动驾驶车辆提供了更安全、便捷的行驶环境，使驾驶和移动更加高效。凭借 5G 技术，汽车零事故的宏伟愿景正逐渐从梦想照进现实。

然而，在 5G 通信的发展进程中，也面临着诸多挑战。从频率使用的角度来看，对于 3G 和 4G，业界主要以低于 6GHz 的频率使用非独立(NSA)新无线电(NR)。而 5G 通信的长期目标是将 6GHz 以下频率和 24GHz 至 100GHz 之间的频谱结合起来。5G 频率分配分为 FR1 和 FR2 两个频段，目前的新无线电(NR)标准支持 600MHz 至 50GHz 以上的频率，在 5G 频率范围的下限和上限之间具有不同的信号特征。这些频率广泛应用于 WiFi、GPS、蓝牙、Zigbee 通信信号以及其他非通信设备领域。一般来说，频率越高，数据传输速度越快，但与此同时，信号完整性(SI)管理的难度也随之增大。速度提升的同时必然要做出一些权衡：信号传播受限于视距(LOS)，随着距离的增加衰减更快，并且更难以穿透建筑和茂密的植被。为了弥补这些信号损失，特别是在城市环境中，需要部署更多的蜂窝基站。通过采用不同的蜂窝配置方式，来适应毫米波频率的实际传播特性，以保障 5G 通信的质量和覆盖范围。

汽车行业对 5G 的前景满怀期待，但在整合移动通讯与天线技术方面仍困难重重。由于 5G 需要更高的带宽，其工作频率范围将从 6GHz 扩展至 100GHz，这就要求将电子设备安装在靠近天线的位置，以便更好地接收和处理信号。然而，天气波动和高温等环境因素会对电子设备的性能和运行周期产生负面影响。值得欣慰的是，一些天线制造商正在积极合作，共同探索解决该问题的有效途径。在 5G 设备中，天线作为无线高速通信、信息共享、实现无缝车载娱乐以及推动物联网扩展的关键部件，需要进行重新设计和高度优化，以适应新的频率范围和传输方式。5G 大规模 MIMO 网络通过采用先进的波束成形技术，能够有效增强抗干扰能力，最大限度地提高信号传输效率和质量。

为满足现代汽车对信号管理的严苛要求，设计人员需要综合考虑内部和外部的天线解决方案。例如，要在现代汽车内实现无钥匙功能，就需要一个占地面积小的 PCB 板载天线，以及一个密封的外部天线用于非车厢安装。满足这一复杂需求的最新成果是多合一集成天线，它支持一系列先进的 MIMO 技术，包括 5G NR 4x4/LTE MIMO 和 WiFi MIMO 等，并结合多个 WiFi 5G 天线作为高精度的 GNSS 导航解决方案。这些多天线解决方案能够为自动驾驶汽车在运行过程中产生的海量数据传输提供充足的带宽支持，确保数据的快速、稳定传输。天线和电缆既可以采用标准配置，也可以根据具体需求定制。这些天线可提供卓越的覆盖范围、可靠性、高效率和峰值增益，使其成为不同无线和网络应用的理想选择。多协议解决方案支持 GSM、CDMA、UMTS、LTE、5G NR 等蜂窝频段，能满足各种应用场景的多样化需求。

随着 WiFi/GPS 应用朝着小型化方向发展，它们对天线的性能提出了更高要求。需要研发更小尺寸但性能更强大的天线，以覆盖整个 GNSS 频段，满足设备在有限空间内实现高精度定位和通信的需求。例如，先进的 WiFi 应用需要坚固耐用的天线来实现高屏障穿透和可靠的连接。莫仕兼容 WiFi HaLow 的三频段陶瓷天线具有出色的抗干扰性，支持比 2.4/5GHz 连接更大但更低的频率范围，在更广的范围内以更低的功率运行，并支持多种设备。无线通信开发人员通常更喜欢能够立即集成的天线，而莫仕 GPS/WiFi 组合型平衡 PCB 和柔性天线采用偶极设计，可实现平衡传输，很好地满足了这一需求。

在毫米波系统中，连接器在几何形状、尺寸和材料选择方面面临诸多挑战，同时还要确保与传输线路的特性阻抗相匹配。阻抗匹配对于减少信号反射和最大限度传输功率至关重要。5G 连接器必须处理比前几代产品更高的功率，瞬时电流可能达到 15A + 以上。因此，在设计时需要考虑诸多因素，如短射频终端、增加屏蔽以及独特的屏蔽位置等。先进的 5G 应用对 PCB 空间利用、成本控制以及设计功能的多样性提出了严格要求，以满足不同客户在各种应用场景下的实际需求。例如，5G15 系列连接器可最大限度节省 PCB 空间，支持高达 15GHz 的频率，并且具有 EMI 屏蔽、坚固的配接以及电源和高速信号选项的引脚分配。该系列连接器具有高度通用性，可取代 FPC 电缆上的多根同轴电缆，支持 5G 毫米波、6GHz 以下频率和 4G/LTE 应用，并且在单个连接器中巧妙地结合了射频和非射频连接。在具有 2 射频 + 1.0A 电源或 4 射频但无电源配置的天线模块中，还可以灵活分配电源和高速信号的引脚。凭借莫仕专有的触点屏蔽和射频终端隔离技术，5G25 系列连接器为高频(25GHz)需求提供了行业领先的信号完整性能。其独特的插头和插座设计满足了移动、可穿戴设备和 5G 行业对射频连接器需要易于部署的要求，这些连接器可在需要配合公差的组装过程中轻松部署，同时又能够保持电气接触的可靠性。

5G 技术为汽车信号管理的升级带来了前所未有的机遇，尽管面临着一系列挑战，但随着技术的不断进步和产业界的协同努力，这些问题正逐步得到解决。未来，5G 将持续赋能汽车行业，推动汽车向更加智能、安全、高效的方向发展，为人们的出行带来更多便利和惊喜，开启智能出行的崭新时代。