Lựa Chọn Công Tắc Điều Chỉnh Ăng-ten cho Hệ thống 5G

Với sự triển khai của 5G, điện thoại thông minh sẽ sử dụng nhiều băng tần, chế độ và tính năng hơn bao giờ hết. Điều này có nghĩa là điện thoại thông minh mới sẽ cần phải có mảng ít nhất bốn ăng-ten, trong khi một số sẽ có hơn tám ăng-ten trong một mảng. Hơn nữa, các nhà phát triển phần cứng đang đối mặt với thách thức để đóng gói mọi thứ vào kích thước của điện thoại thông minh.

Đây là lý do tại sao việc tìm ra giải pháp phù hợp cho mặt trước tần số vô tuyến (RFFE) cho những thiết bị này chưa bao giờ khó khăn đến thế. Các bộ phát và ăng-ten mới sẽ sử dụng tổng hợp sóng mang để cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn, cũng như tận dụng Wi-Fi MIMO và 4x4 MIMO. Đây là nơi mà việc điều chỉnh ăng-ten trở nên quan trọng. Tính năng này có thể tăng phạm vi tần số, có nghĩa là hiệu suất sẽ được cải thiện. Nhờ những công tắc này, ăng-ten có thể sử dụng các tần số từ 600 Mhz đến 6 GHz, bao gồm cả băng tần 5G và LTE.

Điều chỉnh Khoảng mở so với Điều chỉnh Trở kháng

Nếu một ăng-ten không được điều chỉnh hoàn hảo với tần số mong muốn, nó sẽ kém hiệu quả hơn. Bằng cách tăng hiệu quả của một ăng-ten, bạn tăng cường độ nhạy của nó và do đó là phạm vi sử dụng, giảm tiêu thụ năng lượng trong điện thoại. Có hai phương pháp bạn có thể sử dụng cho việc điều chỉnh ăng-ten:

• Điều chỉnh Khoảng mở: phương pháp này có thể tăng cường độ nhạy đẳng hướng và công suất bức xạ bằng cách tối ưu hóa hiệu quả cho việc nhận và truyền thông tin ở các tần số cụ thể. Về bản chất, điều này điều chỉnh các tần số cộng hưởng của ăng-ten đến các giá trị mong muốn bằng cách điều chỉnh dung kháng và/hoặc cảm kháng tương đương trong ăng-ten.

• Điều chỉnh Trở kháng: ý tưởng là tăng cường truyền tải năng lượng giữa ăng-ten và RFFE. Điều chỉnh trở kháng thường được sử dụng với phân chia tần số duple (FDD) để mở rộng băng thông của một ăng-ten trong một phạm vi cụ thể sao cho nó có thể nhận/phát với sự chèn/hoàn trả đồng đều trong một băng tần cụ thể. Điều chỉnh phổ trở kháng (do đó tên gọi “điều chỉnh trở kháng”) sẽ tăng cường độ nhạy đẳng hướng và công suất bức xạ, cũng như giảm tổn thất không khớp. Phương pháp này có thể giúp trung hòa các yếu tố môi trường, chẳng hạn như người dùng cầm điện thoại thông minh của họ.

Vai trò quan trọng của Hệ thống ăng-ten tiên tiến trong Mạng 5G

5G Americas đã phát hành một bản trắng tập trung vào việc khám phá các xu hướng công nghệ mới nhất và các cải tiến tiềm năng trong hệ thống ăng-ten tiên tiến cho 5G. Tốc độ dữ liệu trung bình nên ở mức 100+ Mbps, và tốc độ đỉnh có thể lên đến 20 Gbps. Theo bản trắng, sự tăng cường dự kiến trong hiệu quả mạng và dung lượng lưu lượng là 100x, trong khi độ trễ mạng nên được giảm bởi một yếu tố 10 so với 4G.

Hệ thống ăng-ten tiên tiến sẽ đóng một vai trò không thể thiếu trong việc phát triển và triển khai mạng 5G. Việc điều khiển chùm tia, chuyển mạch và quản lý sẽ tăng cường khả năng và phủ sóng. MIMO khổng lồ có khả năng tăng cường dung lượng mà vẫn giữ nguyên các yếu tố ăng-ten. Bản trắng của 5G Americas cũng thảo luận về sự chuyển đổi cuối cùng sang các tần số cao hơn sử dụng mảng radio tích hợp với hơn 100 ăng-ten và yếu tố bộ thu phát. Việc triển khai ban đầu sẽ sử dụng tới 6 GHz, bao phủ phổ LTE hiện tại trong khi phát triển công nghệ mới. Dưới đây là một số giải pháp điều chỉnh ăng-ten có thể hỗ trợ các thiết bị dành cho việc triển khai 5G ban đầu:

Qualcomm QTM525 5G mmWave Antenna Module

Qualcomm là một công ty uy tín được biết đến với các sản phẩm đổi mới trong lĩnh vực công nghệ và truyền thông. Họ gần đây đã thông báo một gói sản phẩm RF front-end (RFFE) mới dành cho thiết bị di động 5G. Giải pháp toàn diện của họ được dự định làm việc cùng với modem Snapdragon X55 5G của Qualcomm. Hệ thống mới này sẽ mang lại lợi ích cho cả nhà khai thác mạng và khách hàng. Các nhà khai thác sẽ đánh giá cao việc cải thiện phủ sóng và dung lượng mạng, trong khi người dùng sẽ mong đợi những chiếc điện thoại thông minh với tốc độ dữ liệu ấn tượng, chất lượng cuộc gọi và độ tin cậy.

Module ăng-ten QTM525 5G mmWave mới của Qualcomm và modem Snapdragon X55 5G. Nguồn: ARSTechnica.

Giải pháp của Qualcomm sẽ cung cấp các module PA hoạt động với hệ thống theo dõi phong bì QET6100 của Qualcomm. Giải pháp cũng bao gồm module PA băng tần cao/trung bình QPM5670 với LNA tích hợp, bộ lọc, công tắc và hexaplexer 5G, cũng như một module băng tần thấp với các tính năng như kết nối kép.

Skyworks SKY19256-701LF

Skyworks đã thiết kế nhiều giải pháp công tắc ăng-ten trong nhiều năm, bao gồm SKY19256-701LF. SKY19247-686LF là một công tắc điều chỉnh tương đương có thể hoạt động lên đến 2.7 GHz. Sản phẩm cụ thể này là một công tắc điều chỉnh khẩu độ. Phạm vi băng thông rộng từ 600 MHz đến 6 GHz, làm cho nó hữu ích cho nhiều nền tảng di động hoạt động trong các tần số đó. Công tắc điều chỉnh ăng-ten này bao gồm một mảng của 4 công tắc đơn cực, đơn ném có thể phục vụ các ứng dụng với điện trở trạng thái bật cực thấp (1.1 Ohm) và điện dung trạng thái tắt (0.145 pF).

Sơ đồ chức năng của công tắc điều chỉnh ăng-ten tiên tiến SKY5−9256-701LF. Từ bảng dữ liệu SKY19256-701LF.

Infineon BGSA13GN10

Infineon là một công ty nổi tiếng khác đang phát triển một bộ giải pháp toàn diện để hỗ trợ triển khai 5G. Công tắc điều chỉnh ăng-ten loại kéo đơn, ném ba BGSA13GN10 hỗ trợ tần số từ 500 MHz đến 5 GHz với điện áp đầu ra RF lên đến 48 V (cung cấp công suất 39 dBm). Điều này đặt sản phẩm ngang hàng với các công tắc điều chỉnh ăng-ten khác được thiết kế để hỗ trợ triển khai 5G ban đầu.

Sơ đồ chức năng của công tắc điều chỉnh ăng-ten BGSA13GN10. Từ bảng dữ liệu BGSA13GN10.

Viễn thông đang phát triển nhanh chóng, và các nhà thiết kế sản phẩm di động cần tất cả công nghệ phù hợp để đảm bảo các thiết bị mới sẽ theo kịp sự chuyển đổi sang 5G. Bạn có thể tìm thấy bất kỳ công tắc điều chỉnh ăng-ten nào được nêu ở đây và nhiều thành phần RFFE khác trên Octopart.

Nếu bạn thích bài viết này, hãy chắc chắn cập nhật thông tin bằng cách đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.