Выбор переключателя настройки антенны для систем 5G

С появлением 5G смартфоны будут использовать больше частотных диапазонов, режимов и функций, чем когда-либо. Это означает, что новые смартфоны будут нуждаться в массивах как минимум из четырех антенн, в то время как некоторые будут иметь более восьми в массиве. Кроме того, разработчики аппаратного обеспечения сталкиваются с проблемами упаковки всего в форм-факторы смартфонов.

Поэтому никогда не было так сложно разработать подходящие решения для радиочастотного переднего тракта (RFFE) для этих устройств. Новые передатчики и антенны будут использовать агрегацию несущих для обеспечения более высоких скоростей передачи данных, а также использовать преимущества Wi-Fi MIMO и 4x4 MIMO. Здесь на сцену выходит настройка антенн. Эта функция может увеличить диапазон частот, что означает улучшение производительности. Благодаря этим переключателям антенны могут использовать частоты от 600 МГц до 6 ГГц, что охватывает как диапазоны 5G, так и LTE.

Настройка апертуры против настройки импеданса

Если антенна не идеально настроена на желаемую частоту, она будет менее эффективной. Увеличивая эффективность антенны, вы повышаете ее чувствительность и, следовательно, используемый диапазон, что снижает потребление энергии в аппарате. Существует два подхода, которые вы можете использовать для настройки антенн:

• Настройка апертуры: этот подход может увеличить изотропную чувствительность и излучаемую мощность за счет оптимизации эффективности приема и передачи коммуникаций на определенных частотах. По сути, это настраивает резонансные частоты антенны на желаемые значения, регулируя эквивалентную емкость и/или индуктивность в антенне.

• Настройка импеданса: идея заключается в увеличении передачи мощности между антенной и RFFE. Настройка импеданса обычно используется с дуплексной связью с разделением по частоте (FDD) для расширения полосы пропускания антенны в определенном диапазоне, чтобы она могла принимать/передавать с одинаковой вставкой/возвратом в определенной частотной полосе. Регулировка спектра импеданса (отсюда и название «настройка импеданса») увеличит изотропную чувствительность и излучаемую мощность, а также уменьшит потери несоответствия. Этот подход может помочь нейтрализовать внешние факторы, такие как пользователь, держащий свой смартфон.

Жизненно важная роль передовых антенных систем в сетях 5G

5G Americas выпустила белую книгу, которая сосредотачивается на изучении последних технологических тенденций и потенциальных улучшений в передовых антенных системах для 5G. Средние скорости передачи данных должны быть около 100+ Мбит/с, а пиковые скорости могут достигать поразительных 20 Гбит/с. Согласно белой книге, ожидается, что увеличение эффективности сети и пропускной способности трафика составит 100x, в то время как задержка в сети должна быть снижена в 10 раз по сравнению с 4G.

Продвинутые системы антенн сыграют ключевую роль в разработке и внедрении сетей 5G. Формирование луча, переключение и управление увеличат емкость и покрытие. Massive MIMO способен увеличивать емкость, сохраняя при этом те же элементы антенны. В белой книге 5G Americas также обсуждается постепенный переход на более высокие частоты с использованием встроенных радио-массивов с более чем 100 антенными и приемопередатчиками. Первоначальный запуск будет использовать до 6 ГГц, покрывая существующий спектр LTE, пока разрабатываются новые технологии. Вот некоторые решения для настройки антенн, которые могут поддерживать устройства, предназначенные для первоначального внедрения 5G:

Qualcomm QTM525 5G mmWave Antenna Module

Qualcomm - известная компания, известная инновационными продуктами в мире технологий и связи. Они недавно объявили о новом продукте RFFE (RF фронт-энд) для мобильных устройств 5G. Их комплексное решение предназначено для работы вместе с модемом Snapdragon X55 5G от Qualcomm. Новая система принесет пользу как мобильным операторам, так и клиентам. Операторы оценят улучшенное покрытие сети и емкость, в то время как пользователи будут ожидать смартфоны с впечатляющей скоростью передачи данных, качеством звонков и надежностью.

Новый модуль антенны QTM525 5G mmWave и модем Snapdragon X55 5G от Qualcomm. Источник: ARSTechnica.

Решение Qualcomm обеспечит модули УМ, работающие с системой отслеживания огибающей QET6100 от Qualcomm. В решение также войдет модуль УМ высокого/среднего диапазона QPM5670 с встроенным УНЧ, фильтрами, переключателем и гексаплексором 5G, а также модуль низкого диапазона с функциями, такими как двойная связь.

Skyworks SKY19256-701LF

Skyworks разработала множество решений для переключения антенн на протяжении многих лет, включая SKY19256-701LF. SKY19247-686LF - сопоставимый переключатель настройки, работающий до 2.7 ГГц. Этот конкретный продукт является переключателем настройки апертуры. Широкий диапазон покрытия от 600 МГц до 6 ГГц делает его полезным для множества мобильных платформ, работающих в этих частотах. Этот переключатель настройки антенны включает в себя массив из 4 однополюсных одноходовых переключателей, которые могут использоваться в приложениях с очень низким сопротивлением во включенном состоянии (1.1 Ом) и емкостью в выключенном состоянии (0.145 пФ).

Функциональная схема передового переключателя настройки апертурной антенны SKY5−9256-701LF. Из даташита SKY19256-701LF.

Infineon BGSA13GN10

Infineon - еще одна известная компания, разрабатывающая комплексные решения для поддержки внедрения 5G. Переключатель настройки апертурной антенны BGSA13GN10 типа однополюсный, трехпозиционный поддерживает частоты от 500 МГц до 5 ГГц с выходным напряжением РЧ до 48 В (мощность передачи 39 дБм). Это ставит продукт на один уровень с другими переключателями настройки антенн, разработанными для поддержки первоначального внедрения 5G.

Функциональная схема переключателя настройки апертурной антенны BGSA13GN10. Из даташита BGSA13GN10.

Телекоммуникации развиваются быстро, и разработчикам мобильных устройств необходима вся необходимая технология, чтобы новые устройства соответствовали переходу на 5G. Вы можете найти любые из описанных здесь переключателей настройки антенн, а также множество других компонентов RFFE на Octopart.

Если вам понравилась эта статья, обязательно оставайтесь в курсе, подписавшись на нашу рассылку.