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從事WiFi,藍芽,5G毫米波等無線通訊系統與晶片設計近30年的工程師 !

2021年4月18日 星期日

19. 5G毫米波-聊聊5G毫米波電路架構

 5G毫米波的電路架構與之前3G/4G或是WiFi相同的部分, 都是多採用兩次升頻或是兩次降頻的方式. 也就是傳送時, 先從基頻升頻至中頻的一個頻率, 再升頻至毫米波. 接收時也是類似的概念, 收到毫米波頻段的信號, 先降至中頻, 再降至基頻類比信號. 之所以需要兩次升/降頻是因為這樣可以有較好的性能與較大的動態範圍. 缺點就是需要的元件較多, 所以成本較高.

而5G毫米波的電路架構與之前3G/4G或是WiFi最大不同的部分, 就是前端天線需要採用陣列天線來克服較大的傳輸耗損. 因為採用陣列天線, 以致5G毫米波的傳輸是有方向性的指向性波束傳輸. 為了支援手機的移動性傳輸, 波束必須是可以改變方向的.

傳統較低頻段的波束成形, 天線數不多時, 多採用數位式波束成形, 也就是每一個天線都對應一組傳送/接收電路, 因此改變波束的方向是由數位電路來調整. 

但像5G毫米波天線的數目很多時, 每一個天線都對應一組傳送/接收電路就會造成成本太高而不可行.

5G毫米波波束成形是類比式的, 是在升/頻器的後面, 再加上波束成形器. 

波束成形器除了整合傳統需要的功率放大器與低雜訊放大器, 主要是多了相移器與衰減器. 

類比式波束成形就是調整每一個天線的相移器的相位來調整波束的方向, 並確定每一個天線的相位都是相同的相位. 但因為調整每一個天線的相位會造成大小的變動, 需要再透過衰減器來調整. 





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