Page 61 - MWJC_MarApr2018_eMag
P. 61

TechnicalFeature  技术特写









                           用于高性能5G及卫星通信终端的


                           全硅有源天线

                           All-Silicon Active Antennas for High Performance 5G/SATCOM Terminals



                           David W. Corman
                           Anokiwave Inc., San Diego, Calif.








                           随   着5G电信基础设施和高通量卫星通信                    有源天线设计要点
                               （SATCOM）的迅速崛起，有源毫米波天
                                                                        和其它任何技术一样，要想有效部署有源
                           线开始了前所未有的发展，未来几年内预计将                     天线，尤其是毫米波频段的（图1），需要考
                           主宰市场。毫米波频谱覆盖了大量连续频谱，                     虑很多因素。首当其冲的便是以尽可能低的经
                           这一点对于那些高容量系统极具吸引力。                       常性成本实现量产的能力、热控制、技术指标
                               使用有源天线能够透过小孔形成高度定                    （发射端的有效全向辐射功率（EIRP）及接收
                           向的天线波束，有助于抵消高频导致的较高路                     端的接收天线增益与系统噪声温度的比值（G/
                           径损耗。通过空间分集，高度定向的波束可实                     T））以及阵列校准的免除。其次，还需要考
                           现频谱再利用。这些平面天线形成的波束速度                     虑波束扫描量、波束导向更新率以及遵从标准
                           快、方向可控，同时天线体积小、重量轻，并                     （即3GPP、FCC、ETSI）。
                           且成本低、可进行大批量生产。有源天线不含                         大规模生产、阵列校准以及EIRP和G/T都
                           活动部件，因此可靠性极佳，即便阵列中少数                     会影响成本。如果阵列排布不够有效，那势必
                           天线单元失效，天线总体性能也不会受到什么                     要靠增大尺寸来进行补偿，无疑又增加了硬件
                           影响。                                      成本。波束更新率和扫描量对波形同步、移动
                               本文将介绍有源天线的一些关键特性，并                   目标追踪及最大化空间覆盖范围都起着重要作
                           论述成功构建一个系统所需考虑的因素。文章                     用。热控制对于天线阵列的可靠运作至关重
                           将对比两种主要架构，探讨对应的模拟、数字                     要。最后，要想获得部署许可，必须要遵循相
                           及混合波束赋形。                                 关监管标准，如FCC和ETSI的频谱掩模及离轴
                                                                  Antenna Element

                                                           Corporate Feed





                                                                 –2 dB



                                                                     SW       SW       SW       SW
                                    Cost                    GaAs
                                    Thermal Management       or
                                    EIRP & G/T              GaN
                                    Array Calibration
                                    Regulatory Compliance          Φ    Φ   Φ    Φ   Φ    Φ   Φ    Φ
                                    Scan Volume
                                    Beam Update Rate

                           图1：有源天线的衡量标准。                  图2：射频前端位于阵外的按列馈电阵列。

      58                                                            Microwave Journal China  微波杂志  Mar/Apr 2018
   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66

 

 

 

 

 

Baidu
map