Sélection de commutateur d'accord d'antenne pour les systèmes 5G

Avec le déploiement prochain de la 5G, les smartphones utiliseront plus de bandes de fréquences, de modes et de fonctionnalités que jamais. Cela signifie que les nouveaux smartphones devront avoir des réseaux d'au moins quatre antennes, tandis que certains en auront plus de huit dans un réseau. En plus de cela, les développeurs de matériel sont confrontés à des défis pour tout intégrer dans les formats de smartphones.

C'est pourquoi il n'a jamais été aussi difficile de trouver des solutions de front-end de fréquence radio (RFFE) adaptées pour ces appareils. Les nouveaux émetteurs et antennes utiliseront l'agrégation de porteuses pour fournir des débits de données plus élevés, ainsi que tirer parti du Wi-Fi MIMO et du 4x4 MIMO. C'est là que l'ajustement d'antenne entre en jeu. Cette fonctionnalité peut augmenter la plage de fréquences, ce qui signifie que la performance sera améliorée. Grâce à ces commutateurs, les antennes peuvent utiliser des fréquences de 600 MHz à 6 GHz, couvrant à la fois les bandes 5G et LTE.

Ajustement d'ouverture vs. Ajustement d'impédance

Si une antenne n'est pas parfaitement accordée à une fréquence souhaitée, elle sera moins efficace. En augmentant l'efficacité d'une antenne, vous augmentez sa sensibilité et donc sa portée utilisable, ce qui réduit la consommation d'énergie dans le combiné. Il existe deux approches que vous pouvez utiliser pour l'ajustement d'antenne:

• Ajustement d'ouverture : cette approche peut augmenter la sensibilité isotropique et la puissance rayonnée en optimisant l'efficacité pour la réception et la transmission de communications à des fréquences spécifiques. En essence, cela accorde les fréquences de résonance de l'antenne aux valeurs souhaitées en ajustant la capacité et/ou l'inductance équivalentes dans l'antenne.

• Ajustement d'impédance : l'idée est d'augmenter le transfert de puissance entre l'antenne et le RFFE. L'ajustement d'impédance est normalement utilisé avec le duplexage par répartition en fréquence (FDD) pour élargir la bande passante d'une antenne dans une plage particulière afin qu'elle puisse recevoir/transmettre avec une insertion/retour uniforme dans une bande de fréquence spécifique. Ajuster le spectre d'impédance (d'où le nom « ajustement d'impédance ») augmentera la sensibilité isotropique et la puissance rayonnée, ainsi que diminuera la perte de désadaptation. Cette approche peut aider à neutraliser les facteurs environnementaux, tels que l'utilisateur tenant son smartphone.

Le rôle vital des systèmes d'antennes avancés dans les réseaux 5G

5G Americas a publié un livre blanc qui se concentre sur l'exploration des dernières tendances technologiques et des améliorations potentielles dans les systèmes d'antennes avancés pour la 5G. Les débits de données moyens devraient être d'environ 100+ Mbps, et les débits de pointe peuvent atteindre un étonnant 20 Gbps. Selon le livre blanc, l'augmentation attendue de l'efficacité du réseau et de la capacité de trafic est de 100x, tandis que la latence du réseau devrait être réduite par un facteur de 10 par rapport à la 4G.

Les systèmes d'antenne avancés joueront un rôle intégral dans le développement et le déploiement des réseaux 5G. Le beamforming, la commutation et la gestion augmenteront la capacité et la couverture. Le Massive MIMO est capable d'augmenter la capacité tout en conservant les mêmes éléments d'antenne. Le livre blanc de 5G Americas discute également de la transition éventuelle vers des fréquences plus élevées en utilisant des réseaux radio intégrés avec plus de 100 éléments d'antenne et de transceiver. Le déploiement initial utilisera jusqu'à 6 GHz, couvrant le spectre LTE existant tandis que de nouvelles technologies sont développées. Voici quelques solutions d'accord d'antenne qui peuvent soutenir les dispositifs destinés au déploiement initial de la 5G :

Module d'antenne 5G mmWave Qualcomm QTM525

Qualcomm est une entreprise réputée connue pour ses produits innovants dans le monde de la technologie et de la communication. Ils ont récemment annoncé un nouveau package de produit RFFE (RF front-end) destiné aux appareils mobiles 5G. Leur solution complète est destinée à fonctionner conjointement avec le modem 5G Snapdragon X55 de Qualcomm. Le nouveau système devrait bénéficier à la fois aux opérateurs mobiles et aux clients. Les opérateurs apprécieront une couverture et une capacité de réseau améliorées, tandis que les utilisateurs peuvent s'attendre à des smartphones avec des vitesses de données impressionnantes, une qualité d'appel et une fiabilité.

Le nouveau module d'antenne 5G mmWave QTM525 de Qualcomm et le modem 5G Snapdragon X55. Source : ARSTechnica.

La solution de Qualcomm fournira des modules PA qui fonctionnent avec le système de suivi d'enveloppe QET6100 de Qualcomm. La solution comprendra également le module PA haute/moyenne bande QPM5670 avec un LNA intégré, des filtres, un commutateur et un hexaplexeur 5G, ainsi qu'un module basse bande avec des fonctionnalités telles que la double connectivité.

Skyworks SKY19256-701LF

Skyworks a conçu de nombreuses solutions de commutation d'antenne au fil des ans, y compris le SKY19256-701LF. Le SKY19247-686LF est un commutateur d'accord comparable qui est opérationnel jusqu'à 2,7 GHz. Ce produit particulier est un commutateur d'accord d'ouverture. La couverture de bande passante étendue va de 600 MHz à 6 GHz, le rendant utile pour de nombreuses plateformes mobiles travaillant dans ces fréquences. Ce commutateur d'accord d'antenne comprend un ensemble de 4 commutateurs unipolaires à action unique qui peuvent servir des applications avec une très faible résistance à l'état passant (1,1 Ohm) et une capacité à l'état coupé (0,145 pF).

Un diagramme fonctionnel du commutateur d'accord d'antenne avancé SKY5−9256-701LF. Extrait de la fiche technique du SKY19256-701LF.

Infineon BGSA13GN10

Infineon est une autre entreprise bien connue qui développe un ensemble complet de solutions pour soutenir le déploiement de la 5G. Le commutateur d'accord d'antenne à simple traction et triple position BGSA13GN10 prend en charge les fréquences de 500 MHz à 5 GHz avec une tension de sortie RF allant jusqu'à 48 V (livraison de puissance de 39 dBm). Cela place le produit au même niveau que d'autres commutateurs d'accord d'antenne conçus pour soutenir le déploiement initial de la 5G.

Un diagramme fonctionnel du commutateur d'accord d'antenne BGSA13GN10. Extrait de la fiche technique du BGSA13GN10.

Les télécommunications évoluent rapidement, et les concepteurs de produits mobiles ont besoin de toute la bonne technologie pour s'assurer que les nouveaux appareils suivront la transition vers la 5G. Vous pouvez trouver tous les commutateurs d'accord d'antenne décrits ici et de nombreux autres composants RFFE sur Octopart.

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