5G毫米波無(wú)線電射頻技術(shù)的詳細(xì)資料說(shuō)明

　　業(yè)界普遍認(rèn)為，混合波束賦形將是工作在微波和毫米波頻率的5G系統(tǒng)的首選架構(gòu)。這種架構(gòu)綜合運(yùn)用數(shù)字 （MIMO） 和模擬波束賦形來(lái)克服高路徑損耗并提高頻譜效率。如圖1所示，m個(gè)數(shù)據(jù)流的組合分割到n條RF路徑上以形成自由空間中的波束，故天線元件總數(shù)為乘積m × n。數(shù)字流可通過(guò)多種方式組合，既可利用高層MIMO將所有能量導(dǎo)向單個(gè)用戶，也可以利用多用戶MIMO支持多個(gè)用戶。

　　本文將考察一個(gè)簡(jiǎn)單的大規(guī)模天線陣列示例，借以探討毫米波無(wú)線電的最優(yōu)技術(shù)選擇?，F(xiàn)在深入查看毫米波系統(tǒng)無(wú)線電部分的框圖，我們看到一個(gè)經(jīng)典超外差結(jié)構(gòu)完成微波信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的變換， 然后連接到多路射頻信號(hào)處理路徑，這里主要是運(yùn)用微波移相器和衰減器來(lái)實(shí)現(xiàn)波束賦形。 傳統(tǒng)上，毫米波系統(tǒng)是利用分立器件構(gòu)建，導(dǎo)致其尺寸較大且 成本較高。這樣的系統(tǒng)里面的器件使用CMOS、SiGe BiCMOS和 GaAs等技術(shù)，使每個(gè)器件都能得到較優(yōu)的性能。例如，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器現(xiàn)在采用 CMOS工藝開(kāi)發(fā)，使采樣速率達(dá)到GHz范圍。上下變頻和波束賦形功能可以在SiGe BiCMOS中有效實(shí)現(xiàn)。根據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)要求，可能需要基于GaAs功率放大器和低噪聲放大器，但如果 SiGe BiCMOS能夠滿足要求，利用它將能實(shí)現(xiàn)較高的集成度。對(duì)于5G毫米波系統(tǒng)，業(yè)界希望將安裝在天線基板背面，這要求微波芯片的集成度必須大大提高。例如，中心頻率為 28 GHz的天線的半波陣子間距約為5 mm。頻率越高，此間距越小，芯片或封裝尺寸因而成為重要考慮因素。理想情況下，單波束的整個(gè)框圖都應(yīng)當(dāng)集成到單個(gè)IC中；實(shí)際情形中，至少應(yīng)將上下變頻器和RF前端集成到單個(gè)RFIC中。集成度和工藝選擇在某種程度上是由應(yīng)用決定的，在下面的示例分析中我們將體會(huì)到這一點(diǎn)。