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由于NSA 5G NR中纳入了新的6GHz以下频段,因此需要新的射频硬件支持这些以前从未用于移动无线的新频率,尤其n77、n78及n79。虽然NSA 5G NR中尚未确定,但5G将最终支持600MHz以下频段,并将其用于物联网、工业4.0/工业物联网及其他机器类通信等海量低功率连接。额外的子载波信道间隔、带宽、载波聚合及4×4 MIMO规范与相应的NSA 5G NR调制解调器和射频收发器一同导致对滤波器、天线、低噪声放大器、功率放大器以及天线的大量需求。 早期的5G调制解调器和收发器由于可运行于选定频段,因此并不一定需要克服上述难题,但是用于增强型移动宽带和未来的工业及车载应用要求前向和后向兼容性。这意味着5G射频硬件不但需要服务所有的现有移动频段,还需要服务5G FR1及5G毫米波FR2 频率(见下图)。这一硬件要求是一项非常难以解决的挑战,这是因为:一方面,为了满足吞吐量规范,必须采用双连接性;而另一方面,用于很多现有蜂窝频率的硬件有会对NSA 5G NR频段造成干扰。除此之外,新的NSA 5G NR频段还具有位于Wi-Fi、蓝牙及其他无线设备所运行的免授权ISM频段附近的问题。部署之后,运行于6GHz以下频率及毫米波频率的独立5G服务将于图示各种服务共存 在如此密集分布的频带及极宽带无线电之下,可能发生滤波、功率放大器线性度及谐波抑制不足和接收机灵敏度下降,从而导致性能受损。此外,为了实现最大吞吐量,新的NSA 5G NR发射机可能会以更高的输出功率及更高的峰均功率比运行,从而给位于同一基站内的5G接收机或附近的5G设备造成问题。 目前,用户设备内的射频硬件(尤其天线)实体已经非常小型化,但是5G规范可能要求下行链路采用4×4的MIMO,而且上行链路采用2×2的MIMO,即6条独立的射频路径。为了实现在较宽带宽内提高天线的辐射效率,5G天线调谐技术将变得非常重要。此外,由于NSA 5G NR支持以具有更多可选载波聚合组合(第15版中多达600中新的组合)的单载波实现的100MHz带宽,因此上述射频路径的宽度必须远宽于4G LTE路径的宽度。由于NSA 5G NR还允许200MHz的组合上行链路带宽及400MHz的组合下行链路带宽,因此数据处理量极大,从而给节能型用户设备及基站带来了挑战。 通过利用片上系统(SoC)技术将滤波器组、高密度开关、天线调谐功能、低噪声放大器及功率放大器集成于射频前端,用户设备射频硬件的集成度有可能获得进一步的提升。5G用户设备天线也能采用集成解决方案,这些方案可能将天线调谐功能及一些预滤波和波束成形构件纳入其中。这种集成度还有助于实现成本目标,从而确保手机具有实惠的价格并满足形状参数要求17-19。随着5G的复杂性越来越高,以及鉴于当今对高密度射频解决方案的需求,无怪乎许多用户设备制造商为了更快的开发和部署而着迷于5G调制解调器-天线解决方案。[img=,500,243]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903141407247040_6003_3859729_3.jpg!w500x243.jpg[/img] 很多现有4G用户设备及基站采用LDMOS、GaAs及SiGe功率放大器,而GaN功率放大器于最近进入基站功率放大器市场。随着频率扩展至6GHz以下,最大工作频率为3GHz 的LDMOS不太可能满足5G规范的要求,与此相对,GaN功率放大器(且可能为低噪声放大器)则可有能用于5G基础设施。在6GHz以下5G应用的放大和切换功能方面,GaA和SiGe这两种放大器将形成竞争关系。为了实现比现有毫米波功率放大器、低噪声放大器及开关解决方案更低的成本及更小的外形尺寸,5G毫米波应用有可能会采用高集成度射频绝缘体上硅(SOI)技术。将来的射频前端可能通过由射频SOI技术、SiGe BiCMOS技术或射频CMOS片上系统技术集成的功率放大器、低噪声放大器、开关及控制功能对毫米波相控阵波束成形天线系统进行控制(见下图)。未来的射频硅技术有可能进一步与其他技术集成或结合,以纳入混合波束成形模块所需的滤波和数字硬件。射频SOI技术或射频CMOS技术的未来发展形式甚至有可能与FPGA、存储器及处理器等更加先进的数字硬件相集成。此外,基带处理及附件DSP功能也可能集成为封装体,以实现5G毫米波解决方案的小型化。5G FDD波束成形模块架构[img=,500,244]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/03/201903141407389518_1703_3859729_3.jpg!w500x244.jpg[/img] 由于频率路由和滤波功能对于5G载波聚合及与以往各代移动技术的后向兼容至关重要,因此集成SAW、BAW、FBAR以及其他集成谐振器和滤波器技术对于用户设备、甚至小型Small Cell甚为重要。鉴于潜在的干扰和设计复杂性,用户设备5G模块也可能包含Wi-Fi和蓝牙模块,然而这将进一步增大滤波和频率路由的复杂性。除此之外,由于射频SOI技术最近发展至可实现滤波器和放大器的共同集成,因此5G射频前端还可能会采用射频SOI等可实现集成的技术。虽然SOI滤波器在6GHz以下5G用途中的应用可能还需要若干年的时间,但是对于毫米波系统而言,SOI技术所实现的放大器和开关集成是一项非常具有吸引力的进展,因此其在毫米波系统中的应用可能指日可期。更多内容请关注嘉兆科技嘉兆公司拥有40年测试测量行业经验,专业的销售、技术、服务团队,在众多领域都非常出色,包括:通用微波/射频测试、无线通信测试、数据采集记录与分析、振动与噪声分析、电磁兼容测试、汽车安全测试、精密可编程测量电源、微波/射频元器件、传感器等。并分别在深圳、北京、上海、武汉、西安、沈阳、珠海、成都设有全资分公司、生产工厂、办事处。
放大器是什么呢?你们知道吗?放大器有很多种,各式各样的都有,今天我们就来说说放大器是什么样的吧,放大器是用来增加信号幅度或功率的装置,它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是用输入信号控制能源来实现的,放大所需功耗由能源提供。输出就是输入信号的复现和增强。知道放大器的作用吗?它可以能把输入讯号的电压或功率放大的装置,由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、电视、自动控制等各种装置中。它还有一个小小的原理:高频功率放大器用于发射机的末级,作用是将高频已调波信号进行功率放大,以满足发送功率的要求,然后经过天线将其辐射到空间,保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平,并且不干扰相邻信道的通信。放大器的分类也有好几种呢?1:通用型集成运算放大器2:高精度集成运算放大器3:高速型集成运算放大器4:.高输入阻抗集成运算放大器5.低功耗集成运算放大器放大器的用途知道了不:主要用于检测信噪比很低的微弱信号。即使有用的信号被淹没在噪声信号里面,即使噪声信号比有用的信号大很多,只要知道有用的信号的频率值,就能准确地测量出这个信号的幅值。
[color=#333333]低噪声放大器[/color]除了用于接收机的信号放大以外,在测试和测量中也经常用到。以下列举了一些低噪声放大器在射频测试和测量中的典型应用。 [b]一、用于电磁环境测量[/b] 电磁环境测量是保证各类无线电业务正常开展的必要环节,是合理、有效利用有限的无线电频谱资源的基木技术保障。下图是一个典型的电磁环境测量系统的方框图。[align=center][img=gooxian-噪声放大器-1]http://www.gooxian.com/Storage/master/gallery/201711/20171107105413_8860.jpg[/img][/align][align=center]电磁环境测量系统[/align] 在这个系统中,低噪声放大器是核心部件。 以下就是低噪声放大器在这个应用中的基本要求和相关指标: 1、基本要求 系统的基本要求是噪声电平(频谱分析仪的底噪声)要比被测信号的幅度至少小10dB,而且采用低噪声放大器后不应产生影响测试精度的假信号。 2、带宽 假设系统的带宽是1~18GHz,那么是采用多个倍频程带宽的放大器还是采用一个宽带放大器实现呢?这里有二种选择,一是采用四个放大器来覆盖,包括1`2GHz、2~4GHz、4~8GHz和8~18GHz。选择这种方案的测试者认为可以利用窄带放大器的带外抑制特性,在测试点附近的、不在测试目标内的大信号在某种程度上被放大器抑制了。但实际上,放大器并不会定义带外的传输特性也就是说,这种选择的“优点”无法化。但相对于宽带放大器,窄带放大器具有更高的增益和更低的噪声系数。 另一种选择是采用一个宽带放大器(1~18GHz)来实现全频段覆盖,这种方案的最大优点就是可以“一览无余”地在频谱分析仪上观察到整个频段内的频谱。对于可能出现的由大信号产生的假信号,可以用一组滤波器来滤除。这种方案具有更强的灵活性,同时为测试者提供了更宽的视角。 3、增益 无论是窄带还是宽带的低噪声放大器,都具有足够高的增益来满足电磁环境测量的要求,在这个应用中,可以选用25~35dB增益的低噪声放大器。 4、噪声系数 按照倍频程设计的窄带放大器(如4~8 GHz)可以做到很低的噪声系数,其典型值为1dB;而宽带放大器(1~18 GHz)的噪声系数也只比其高1dB左右。 综合以上因素,在电磁环境测量应用中,用宽带低噪声放大器更为合适。 [b]二、用于基站杂散测量[/b] 在蜂窝基站的杂散测量项目中,有—项落入系统内部接收频段的杂散和互调测试,这项测试对频谱分析仪[url=http://www.hyxyyq.com][color=#ffffff].[/color][/url]有很高的要求,如果频谱分析仪的底噪声无法满足测试要求,可以采用低噪声放大器来协助完成(如下图)。[align=center][img=gooxian-噪声放大器]http://www.gooxian.com/Storage/master/gallery/201711/20171107105427_4250.jpg[/img][/align][align=center]用低噪声放大器配合基站杂散测量[/align]