Làm thế nào . để thực hiện một cách có hệ thống kiến ​​trúc ăng-ten nâng cao cho LTE các thiết bị không dây

Mong đợi để đọc xong trong 13 phút

Với sự cải thiện đáng kể về độ tin cậy và tốc độ truyền kết nối của nó, LTE đang phát triển nhanh chóng trên toàn thế giới. Theo dữ liệu từ Hiệp hội các nhà cung cấp di động toàn cầu (GSA), nhiều hơn 318 . LTE . Mạng đã được đưa vào sử dụng thương mại trong 111 Các quốc gia và khu vực.

Có một điểm chung trong tất cả những LTE . các mạng đã được thương mại hóa và đang được lên kế hoạch. Họ . Cũng cần nhận ra nhiều đầu vào và nhiều đầu ra (MIMO) Yêu cầu của LTE. Những điều này . Mimo .Yêu cầu sẽ mở rộng đến các trạm gốc và thiết bị đầu cuối Thiết bị. Trong trường hợp thiết bị đầu cuối, có một số lý do khiến Mimo Một thử thách, bao gồm nhu cầu về nhiều ăng-ten, xu hướng mỏng liên tục, tách dải tần số chưa từng có, ưu tiên của người vận hành cho tần số thấp và thiếu kinh nghiệm trong RF Thiết kế.

3G . chỉ cần một người. ăng ten. , trong khi mimo Công nghệ yêu cầu ít nhất hai ăng-ten. Số lượng ăng-ten sẽ tăng lên như Mimo được thiết kế để trở thành 4 × 4 và 8 × 8. Với nhiều LTE . ăng ten (bao gồm 3G / 2g Ăng-ten dự phòng, GPS, Wi-Fi, Bluetooth và NFC), tìm kiếm không gian trở nên khó khăn hơn Cao cấp Mimo . Thiết kế xung đột với mỏng hơn và nhẹ hơn Thiết bị.

Khi các thiết bị trở nên mỏng hơn và nhẹ hơn, không gian bên trong của điện thoại thông minh và máy tính bảng đang giảm với tốc độ 25% mỗi . năm. Màn hình hiển thị và pin nhận được mức ưu tiên cao nhất, trong khi các thành phần như bộ xử lý, bộ nhớ, hệ thống ăng-ten và các thành phần khác có thể chỉ cạnh tranh cho không gian còn lại. Một mặt, có một xu hướng hướng tới mỏng hơn; Mặt khác, Mimo và các dải tần số thấp (như 700 MHz) Yêu cầu ăng-ten kích thước vật lý lớn hơn Cấu hình. Đến . Gặp gỡ những điều này Hai nhu cầu cùng một lúc, điều này cung cấp cho các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) và của họ Đội ngũ thiết kế mang đến áp lực rằng không thể được bỏ qua.

LTE . hoạt động nhiều hơn hơn 40 dải tần số, bao phủ từ 450 MHz .đến 2,7 GHz, khoảng một nửa trong số đó đã được sử dụng trong các thiết bị hiện có. Thành lập LTE Chuyển vùng toàn cầu cho Điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng yêu cầu ít nhất 40 dải tần được hỗ trợ. Trong các khu vực không được LTE bảo hiểm, nó đã bị hạ cấp đến tương ứng 3G Tiêu chuẩn. trong những điều này Các dải tần số, ngay cả trong bất kỳ tập hợp con nhỏ nào của dải tần số, đó là thử thách để tìm không gian ăng-ten cho cần thiết 2 × 2 hoặc nhiều mimo, cộng với ăng ten như wi-fi và các công nghệ khác. Nó thậm chí còn khó khăn hơn lúc lần nữa.

Các nhà khai thác luôn háo hức đối với chi phí vốn thấp hơn (Capex) và chi phí vận hành (OPEX), vì vậy các dải tần số thấp trở thành của họ Tốt nhất Lựa chọn. Kinh nghiệm chung là tần số thấp hơn và các trạm cơ sở mật độ thấp hơn sẽ mang lại doanh thu tốt hơn cho nhà khai thác. Các dải tần số thấp hơn cũng có thể cung cấp bảo hiểm trong nhà tốt hơn, chẳng hạn như 700 MHz. Cái này . Dải tần số cũng có thể đáp ứng nhu cầu của sự phát triển nhanh chóng "Internet của những thứ" (Iot) Chợ và cung cấp một mạng không dây tốt, cũng đảm bảo người dùng sự hài lòng. Cần thiết. Các nhà khai thác hiện đang chú ý đến cơ chế sử dụng trong tương lai của 600 MHz Tần suất Ban nhạc. Tuy nhiên, các dải tần số thấp hơn cũng yêu cầu ăng ten vật lý lớn hơn, làm cho OEM và của họ Các nhà cung cấp RF sáng tạo hơn Khi nào Đặt ăng-ten trong của họ Thinner và nhẹ hơn Điện thoại thông minh. IOT . Các thiết bị cũng có không gian ăng-ten hạn chế.

như tỷ lệ thâm nhập của LTE Công nghệ tăng lên, áp lực cũng vậy Khi Nhà cung cấp thiết bị Thêm LTE đến của họ Sản phẩm. Đơn giản chỉ cần theo đường cong học tập của các công nghệ mới là đủ để thử thách có kinh nghiệm Điện thoại thông minh nhà cung cấp. Cho . nhiều nhà cung cấp có ít hoặc không có kinh nghiệm trong M2M . và iot , có nhiều thử thách hơn trong việc nhúng công nghệ di động trong của họ Sản phẩm.

OEM . nhà sản xuất và của họ Các nhà cung cấp RF không chỉ phải đối phó với Những Những thách thức, nhưng quan trọng hơn, sử dụng các giải pháp sáng tạo để làm việc hiệu quả hơn trong khi đạt được lợi thế trên thị trường Sự khác biệt.

Anten hoạt động và RF Giải pháp: Để linh hoạt, độ tin cậy và hiệu suất tốt hơn

Hệ thống ăng-ten hoạt động có thể giúp OEM và của họ Các nhà cung cấp RF làm việc nhiều hơn hiệu quả. So với ăng ten thụ động truyền thống, hệ thống hoạt động cung cấp tính linh hoạt cao hơn trong thiết kế và Hiệu suất. Trên thực tế, ăng ten hoạt động là cách dễ nhất để thích nghi với LTE Phân tách băng tần và Mimo Yêu cầu. Nó không chỉ đáp ứng Nhà khai thác ' Ưu tiên cho tần số thấp, nhưng cũng giúp phù hợp với mỏng hơn và mỏng hơn

Một ăng-ten hoạt động duy nhất có thể bao gồm hai hoặc nhiều hơn LTE Dải tần số, thậm chí đó cách xa nhau, chẳng hạn như băng tần 17 (704 MHz đến 746 MHz) và băng tần 41 (2496 MHz đến 2690 MHz). Nguồn cấp dữ liệu ăng ten đã được phát triển để bao gồm tất cả lte Các dải tần số từ 698 MHz . đến 2700 MHz. Cái này . Tính linh hoạt cho phép nhiều toán tử hơn để phát triển LTE nâng cao, có nghĩa là Carrier Tập hợp. Khi . Các dải tần riêng biệt trở nên xa hơn, nâng cao LTE trở nên nhiều hơn thách thức. Các nhà thiết kế hệ thống đang ngày càng chọn các hệ thống ăng-ten đang hoạt động để đáp ứng điều này Thử thách.

Hệ thống ăng ten hoạt động cho OEM Lựa chọn mới để đạt được độ tin cậy và hiệu suất mà người dùng cuối cùng lo ngại, chẳng hạn như truyền thoại, video và truyền dữ liệu, cũng như 3G và 4G. Không giống như ăng-ten thụ động, hệ thống ăng ten hoạt động có thể tự động lặp lại điều chỉnh và bù lại cho phá hỏng Tác dụng gây ra bởi người dùng đầu và tay. Cái này . có nghĩa là các thiết bị điện thoại thông minh và máy tính bảng có thể cung cấp tốt hơn về đường lên nhanh và Đường xuống Kết nối Khi Sử dụng ăng-ten hoạt động, và có ít bị loại bỏ cuộc gọi. Độ tin cậy và hiệu suất tốt có lợi cho các thương hiệu của OEM nhà sản xuất. Trong trường hợp điện thoại thông minh, các nhà khai thác cũng hy vọng sẽ được hưởng lợi từ cả danh tiếng thương hiệu và chi phí vận hành, để của họ Dịch vụ khách hàng sẽ nhận được ít Khiếu nại.

Hệ thống ăng ten hoạt động cũng có thể nâng cao lợi thế cạnh tranh của OEM nhà sản xuất. Cho . Ví dụ, trong giai đoạn thiết kế của một sản phẩm mới, bao gồm các thay đổi trong bố cục của bo mạch chủ hoặc thiết bị có yêu cầu đặc biệt (như vậy như các điều chỉnh hình dạng và hiệu suất), hệ thống ăng ten hoạt động có thể được điều chỉnh động để thích ứng với Thay đổi môi trường Điều kiện. Cái này . sẽ giảm hiệu quả chi phí sản phẩm mới và tạm ứng Giao hàng Chu kỳ. OEM . Các nhà sản xuất có thể giảm thiểu của họ Mô hình sản phẩm, Bởi vì Tính linh hoạt của hệ thống hoạt động có nghĩa là nó có thể thích ứng với dải tần của mỗi quốc gia hoặc người dùng.

Xác định giải pháp hoạt động lý tưởng

Kể từ . Hệ thống ăng-ten chủ động cung cấp nhiều lợi thế cho LTE . Mimo .Các ứng dụng, không có gì đáng ngạc nhiên khi rất nhiều nhà cung cấp RF đang tích cực phát triển gỡ lỗi tích cực Giải pháp. Ngày càng có nhiều sự lựa chọn cũng có của họ Sở hữu Thử thách: Đầu tiên xác định giải pháp, hiệu quả hơn hơn Đầu tiên xác định những thứ khác như hiệu suất, độ tin cậy, linh hoạt và dễ dàng tích hợp.

Chìa khóa để triển khai thành công nằm ở một chương trình có hệ thống Cái này . Giải pháp cần để đạt được hiệu suất tốt nhất như một giải pháp hoàn chỉnh thông qua thiết kế đồng bộ và tối ưu hóa ăng ten, thiết bị hoạt động và thuật toán. Cái này . Phương pháp không chỉ cung cấp các nhà cung cấp thiết bị với A Easy-TO-tích hợp giải pháp, nhưng cũng giúp của họ Sản phẩm được tiếp thị càng nhanh càng tốt và ở mức thấp nhất chi phí. Các giải pháp khác yêu cầu nhiều bước để đạt được. Đầu tiên, nhà cung cấp thiết bị cần để có được ăng-ten và chip riêng, và những Linh kiện Không thể Làm việc cùng nhau Tối ưu. Thứ hai, các nhà cung cấp thiết bị phải tích hợp các thiết bị khác nhau, tối ưu hóa phần mềm, tích hợp các mặt hàng khác nhau vào thiết bị và hy vọng rằng họ Tất cả có thể làm việc. Cái này . Cách tiếp cận sẽ rất tốn thời gian và đắt tiền, và cũng sẽ gia hạn việc học Đường cong. Đồng thời, cho những người đó Các nhà cung cấp chip thiếu chuyên môn ăng ten và hầu hết các công ty ăng ten mà không có trải nghiệm thiết bị đang hoạt động, giải pháp này cũng có thể khó có được hỗ trợ.

Giải pháp lý tưởng là một mô-đun tích hợp có thể tiết kiệm chi phí một cách hiệu quả và nhanh chóng được thêm vào điện thoại thông minh, máy tính bảng và các thiết bị không dây khác, thay vào đó Chi tiêu vài tuần hoặc tháng. Cái này . Plug-and-play Thiết kế giảm R & D Chi phí và thời gian để thị trường cho OEM nhà sản xuất, đồng thời họ Đừng phải thuê một nhóm tần số vô tuyến để xử lý tương ứng công việc. Ưu điểm của người sau này đặc biệt thích hợp cho các kỹ sư chỉ giới hạn hoặc không có kinh nghiệm RF trong M2M và iot thiết bị.

Một giải pháp là trở kháng tích cực phù hợp. Cái này . công nghệ có thể làm giảm kích thước vật lý của ăng-ten bằng cách 50% Không ảnh hưởng đến Hiệu suất. Cái này . Giảm đáng kể kích thước là rất có ý nghĩa, đặc biệt là khi Khối lượng pin tiếp tục phát triển và ăng-ten bổ sung cần được tích hợp vào thiết bị. Ngoài ra, công nghệ này có thể được sử dụng để bao gồm một dải tần số rộng hơn với cùng một ăng-ten Khối lượng.

Lý tưởng, phù hợp trở kháng tích cực Nên được thực hiện tại điểm cấp dữ liệu thay vì hơn Xa xa toàn bộ hệ thống, chẳng hạn như trong bộ thu phát Chipset. Thiết kế tại điểm thức ăn sẽ tối đa hóa hiệu suất, vì Gỡ lỗi là tập trung vào toàn bộ ăng-ten hệ thống. Khi . Gỡ lỗi được đặt cách xa phần sau của liên kết RF, hiệu suất hệ thống sẽ ảnh hưởng xấu đến sự chậm trễ điện và mất truyền dòng.

Band Switching là một cách quan trọng khác Cách nào đó. Còn được gọi là khẩu độ hoạt động (ActiveAperture), công nghệ này có thể tự động thay đổi độ dài điện của phần tử ăng-ten để thay đổi tần số của nó Đáp ứng. Một phương thức thay thế đã được thảo luận trong kết hợp hoạt động trước đó, đó là thay đổi trở kháng của ăng-ten trên mạch gỡ lỗi tại nguồn cấp dữ liệu ĐIỂM. Sự khác biệt chính giữa hai phương pháp là sự hoạt động khẩu độ / ban nhạc Công tắc được sử dụng để điều chỉnh thô phần tử ăng-ten trong khi tự động khớp điểm nạp để cung cấp tần số tối ưu hóa hơn phản ứng.

Trong quá khứ, OEM đã phải lựa chọn giữa hai công nghệ Bởi vì về các vấn đề chi phí gây ra bởi nhiều thành phần (như vậy như các tụ điện có thể điều chỉnh và chuyển mạch). Tuy nhiên, thiết bị hoạt động mới loại bỏ đó Đánh đổi và thay vào đó kết hợp A Bốn cổng Chuyển đổi và một tụ điện có thể điều chỉnh trong một mạch tích hợp tần số vô tuyến duy nhất (RFIC). Cái này . Thiết kế sử dụng công tắc băng tần để điều chỉnh miền tần số vài trăm MHz và sử dụng chức năng khớp có thể điều chỉnh để tinh chỉnh trở kháng. Lớn nhất ăng ten.Thử thách trong LTE Công nghệ xuất hiện dưới 1 GHz, vì Dải tần số này nhạy cảm nhất với ăng-ten kích thước. Công nghệ hệ thống ăng-ten chủ động sẽ tập trung vào điều chỉnh những Hạ LTE Tần suất Ban nhạc. Hiệu suất tần số cao hơn tương đối dễ dàng để đạt được ngay cả khi điều chỉnh tích cực Khi nào Tối ưu hóa kích thước của những Tích hợp tần số cao Ăng-ten. Do đó, nó sẽ chú ý nhiều hơn đến tần số thấp Trở kháng phù hợp và cung cấp một giải pháp hiệu quả hơn!

Các nhà cung cấp chip thường thiết kế một mạch tích hợp tần số vô tuyến (rfic) Để bao phủ càng nhiều dải tần càng tốt, hãy thích nghi với nhiều loại ăng-ten và khớp với nhiều trở kháng như là có thể. Do đó, thiết kế đòi hỏi sự đánh đổi giữa hiệu suất và chi phí. Nhưng nhà cung cấp với rất nhiều kinh nghiệm ăng ten biết rằng có thể điều chỉnh Linh kiện Không thể Độc lập bù cho một ăng-ten kém thiết kế. Đồng thời, một hoạt động có kinh nghiệm Hệ thống ăng-ten.Nhà cung cấp cũng biết rằng để đạt được hiệu suất tốt nhất và chi phí thấp nhất, điều quan trọng không kém để thiết kế ăng-ten và sự phối hợp của nó Mạch.

Với sự phổ biến dần dần của LTE, các giải pháp ăng-ten đang hoạt động sẽ trở thành một giải pháp cần thiết để đáp ứng Mimo Những thách thức kỹ thuật của. LTE ., và đồng thời giúp đỡ OEM nổi bật so với đối thủ và sản xuất Hiệu suất cao hơn thiết bị.

www.whwirless.com .