当年初还有媒体还在怀疑 5G 在全球落地进展可能并不如预期时,韩国和美国很快就争先恐后在 4 月宣布 5G 正式商用迅速揭开 5G 行业落地的大幕。而近日中国工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电正式发放 5G 商用牌照,更被认为是全球 5G 发展的标志性事件。

 

作为无线通信划时代的发展阶段,5G 被给予厚望,然而 5G 商业化进程中,微波射频技术在这些年的快速发展至关重要——如何在比 4G 基站系统更小的空间内容装入超过 4 倍、8 倍甚至更高的通道密度,需要射频端技术的更新和演进,为此全球射频与微波技术企业都卯足劲陆续推出新的解决方案。其中作为面向 5G 基础设施的 RF 和微波技术及系统设计的行业领导者,ADI 多年前通过产业并购打造从 DC 到 100GHz 的强大无线信号技术链,并在近几年连续推出多款相关的硬核产品技术,为占据 5G 落地先机全面布局。

 

强强整合再出发,打造强大射频微波技术品牌

ADI 一直对自己有清晰的战略定位——全球领先的高性能模拟技术提供商,为此其近年来的多项战略性并购行动也指向明确地服务于这样的企业定位,包括五年前(2014 年)对微波射频全球重要技术提供商 Hittite(讯泰)的并购,两年前完成对 Linear 的并购,以及引入面向工业和汽车市场的创新雷达技术 Symeo 和 GaAs 和 GaN 放大器专业公司 OneTree Microdevices。

 

作为全球领先的基于微波射频 MMIC/RFIC 方案设计和制造商,收购前 Hittite 已经在中国有大量的拥趸,主要为射频和微波应用制造从 DC 到 110GHz 的单片微波集成电路芯片和模块。特别是微波 MMIC 开关,微波 MMIC 衰减器和 MMIC 混频器产品,更是在全球范围内有着极强的竞争力和很高的市场占有率,被广泛应用于蜂窝移动通信设备、宽带无线产品、CATV/LNB 和测试仪表。收购后的 ADI 成为业界唯一针对通信、测试与测量仪器仪表、工业以及航空航天和国防市场应用提供完整信号链解决方案的公司,其射频、微波和毫米波产品组合具有 DC 至 100GHz 的频率范围,提供涵盖整个信号链的各功能器件。

 

 

在 ADI 众多收购中,与 Linear 的合并超越 Hittite 的业界年度重磅大事件。作为占据半导体价值链最前端的高性能模拟技术的两家顶级企业,他们的合并改写了全球高性能模拟行业的版图,产品广泛涉及数据转换器电源管理、放大器、接口、RF 和微波产品等,除了 Linear 的强大电源技术让 ADI 一跃成为全球第二大电源半导体方案提供商,其业界口碑不错的 RF 和微波产品在并购 Hittie 之后获得重磅加持,成为业界第一位的射频微波技术提供商。

 

5G 微波波束成型,系统灵活性和可重构性一个都不能少

就在工信部发放 5G 拍照前一周,ADI 宣布推出一款面向毫米波 (mmWave) 5G 基础设施的新型解决方案,该解决方案整合了 ADI 的先进波束成形 IC、上 / 下变频 (UDC) 和其它混合信号电路,宣称拥有目前最高的集成度,以降低下一代蜂窝网络基础设施的设计要求和复杂性。

 

 

这款新型毫米波 5G 芯片组包括 16 通道 ADMV4821 双 / 单极化波束成形 IC,和 16 通道单极化波束成形芯片 ADMV4801,以及毫米波 UDC 的 ADMV1017。这组 24 至 30 GHz 波束成形+ UDC 解决方案构成了一个符合 3GPP 5G NR 标准的毫米波前端,支持 n261、n257 和 n258 频段。高通道密度,加上支持单极化和双极化部署的能力,极大地增强了针对多种 5G 用例的系统灵活性和可重构性,而同类最佳的等效全向辐射功率 (EIRP) 则扩展了无线电覆盖范围和密度。

 

兼顾 5G 高性能和小尺寸,微波上变频器和下变频器集成度很重要

而稍早前,ADI 在今年 2 月宣布推出高集成度微波上变频器和下变频器 ADMV1013 和 ADMV1014,在 24 GHz 至 44 GHz 的极宽频率范围内工作,使得在构建的单一平台上可以支持所有 5G 毫米波频带(包括 28 GHz 和 39 GHz),从而简化设计并降低成本。

 

此外,该芯片组能够提供平坦的 1 GHz RF 瞬时带宽,支持所有宽带服务以及其他超宽带宽收发器应用。每个上变频器和下变频器均高度集成,包括 I(同相)和 Q(正交相)混频器,片内可编程正交移相器可配置为直接变频至 / 自基带(工作频率范围:DC 至 6 GHz)或变频至 IF(工作频率范围:800 MHz 至 6 GHz)。

 

片内还集成了电压可变衰减器、发射 PA 驱动器(上变频器中)和接收 LNA(下变频器中)、集成 4 倍倍频器的 LO 缓冲器和可编程跟踪滤波器。大多数可编程功能通过 SPI 串行接口控制。通过此端口,这些芯片还为每个上变频器和下变频器提供独特功能以纠正各自的正交相位不平衡,因此可以提高通常难以抑制的边带发射性能,从 32 dBc 典型值改善 10 dB 或以上。这样,可提供无可匹敌的微波无线电性能。这些特性组合提供前所未有的灵活性和易用性,同时将外部元件减至最少,支持实现小型蜂窝等小尺寸系统。

 

基于 ADMV1013/ ADMV1014 是工业雷达以及通信应用的混合和模拟波束赋形解决方案

 

高度集成的 ADMV1013 微波上变频器和 ADMV1014 微波下变频器非常适用于工作在 28 GHz 和 39 GHz 5G 无线基础设施频带下的微波无线电平台。这些转换器具有 1GHz 带宽,以及 OIP3 高于 20 dBm 的上变频器,可以支持严苛的调制方案(如 1024QAM),可支持多 Gb 无线数据。

 

加速 5G 落地,通用无线通信研发平台确保 2G~5G“四世同堂”

 

 

从 2G 到 3G 业界用了十多年,而从 3G 到 4G 和从 4G 到 5G 仅仅相隔约 5 年时间,当你的手机将用上 5G 信号的时候,它还需要能链接 2G 语音网络。无线通信设备厂商需要兼顾更多的通信系统,5G 落地必然带来新的挑战。不过就在一年前,ADI 成功扩充 RadioVerse™技术和设计生态系统,发布其 RF 收发器 ADRV9009,让设备设计人员第一次拥有了一个通用无线电平台来处理 5G 等新兴宽带应用,它同时能提供现有 2G、3G 和 4G 应用所需的高性能。

 

该收发器为设计人员提供单一无线电平台来加速 5G 部署,支持 2G/3G/4G 覆盖范围。ADRV9009 RF 收发器提供两倍于前代器件的带宽(200 MHz),可取代多达 20 个器件,功耗降低一半,封装尺寸减小 60%。凭借行业领先的性能以及更小的尺寸、重量与功耗,ADRV9009 收发器能够满足新兴 5G 无线基础设施设备以及航空航天系统严苛的天线密度和扩展网络容量要求。

 

作为业界首款支持现有全部蜂窝标准的 RF 收发器,ADRV9009 可在 75 MHz 至 6 GHz 的范围内调谐,支持 2G/3G/4G/5G 服务,因此蜂窝设备制造商可以采用单一紧凑型无线电设计来满足所有频段和功率要求。产品设计时间最多可缩短一半,多频段、多标准通信设备的部署和维护也得以简化。ADRV9009 的宽带宽、低功耗和小尺寸特性,使得设计人员能够满足 5G 大规模 MIMO 设备不断增加的无线电信道数量需求。是一款单芯片 TDD 解决方案,也可用于设计蜂窝和物联网网络现场测试所需的便携式实验室级 5G 测试测量设备。

 

结束语

事实上,ADI 针对 5G 及相关应用还有很多其他微波及射频解决方案关键技术,包括高度集成的宽带 RF 收发器 AD9371、首款带有集成数字预失真 (DPD) 功能的宽带 RF 收发器 AD9375,等等。5G 是一项蕴含巨大潜力的新兴技术,从头开始设计这些系统会极其困难,需要平衡性能、标准和成本方面的系统级挑战。借助像 ADI 这样在微波和射频领域深厚的专业知识打造的最新解决方案,针对热、RF、功耗和布线等考虑因素优化的 5G 产品线的最新补充,非常利于简化 5G 无线系统的设计过程、减少组件总数量,并加快 5G 部署的步伐。 

 

 

事实上,这些最新的微波和射频技术不仅将大大促进 5G 商业落地,还在雷达、航空无线电、RF 测试设备等领域发挥关键作用,例如 ADMV1013 微波上变频器和 ADMV1014 微波下变频器芯片组也支持如卫星和地面接收站宽带通信链路和雷达系统等;ADRV9009 能大大简化相控阵雷达设计……相信 5G 技术的广泛落地将极大造福人类。