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Como Para implementar sistematicamente a arquitetura avançada da antena para LTE Dispositivos sem fio 2021-03-29

Como Para implementar sistematicamente a arquitetura avançada da antena para LTE Dispositivos sem fio

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Com a melhoria substancial de sua confiabilidade de conexão e velocidade de transmissão, LTE está se desenvolvendo rapidamente em todo o mundo. De acordo com dados da Associação Global de Fornecedores Móveis (GSA), mais do que 318 LTE redes foram colocadas em uso comercial em 111 países e Regiões.

Há uma comunalidade em todos os estes LTE redes que foram comercializadas e estão sendo planejadas. Eles Também precisa realizar a entrada múltipla e várias saídas (MIMO) Requisitos de LTE. LTE. Estes Mimo Os requisitos se estenderão às estações base e ao terminal equipamentos. No caso de equipamentos terminais, existem várias razões que fazem MIMO Um desafio, incluindo a necessidade de várias antenas, a tendência de desbaste contínua, separação de banda de freqüência sem precedentes, preferência do operador para baixas frequências, e falta de experiência em design RF


3G requer apenas um antena , enquanto MIMO A tecnologia requer pelo menos dois antenas. O número de antenas aumentará como MIMO é projetado para ser 4 × 4 e 8 × 8. Com múltiplo LTE antenas (incluindo 3G / 2G Antenas de backup, GPS, Wi-Fi, Bluetooth e NFC), encontrar espaço se torna mais Difícil. O high-end Mimo Conflitos de design com dispositivos mais finos e mais claros.

Como os dispositivos se tornam mais finos e mais leves, o espaço interno de smartphones e os comprimidos estão diminuindo a uma taxa de 25% por ano. A tela de exibição e a bateria receberam a maior prioridade, enquanto os componentes como o processador, memória, sistema de antena e outros componentes poderiam competir apenas pelo espaço restante. Por um lado, há uma tendência para mais fino; Por outro lado, Mimo e bandas de baixa frequência (tal como 700MHz) requer uma antena de tamanho físico maior Configuração. Para .. conhecer estes Duas necessidades ao mesmo tempo, isso dá aos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) e sua A equipe de design traz pressão que não pode ser ignorado.

LTE opera em mais do que 40 bandas de freqüência, cobrindo de 450MHz para 2.7GHz, cerca de metade dos quais foram usados ​​no equipamento existente. Estabelecimento LTE Global Roaming for Smartphones ou comprimidos requer pelo menos 40 bandas de frequência para serem suportados. Em áreas não cobertas pela LTE, é rebaixada para o correspondente 3G padrão. em estes Bandas de freqüência, mesmo em qualquer pequeno subconjunto de bandas de freqüência, é um desafio encontrar espaço de antena para o necessário 2 × 2 ou mais MIMO, além de antenas como Wi-Fi e outras tecnologias. torna-se ainda mais difícil no vezes.

Os operadores estão sempre ansiosos por mais baixas despesas de capital (Capex) e custo operacional (OPEX), então bandas de baixa frequência se tornam sua melhor escolha. A experiência geral é que as estações básicas de menor frequência e menor densidade trarão melhores receitas para operadores Baixas de frequência mais baixa também podem fornecer melhor cobertura interna, como 700MHz. Isso A faixa de freqüência também pode atender às necessidades da crescente crescente "Internet de coisas" (IOT) mercado e fornecer uma boa rede sem fio, que também garante a satisfação do usuário O essencial. Os operadores estão atualmente prestando atenção ao futuro mecanismo de uso da 600MHz Freqüência Banda. No entanto, as bandas de frequência mais baixas também exigem antenas físicas maiores, o que faz OEMS e sua RF Fornecedores mais criativos Quando colocando antenas em sua mais fino e mais leve Smartphones. IOT Dispositivos também têm espaço de antena limitações.

como a taxa de penetração de lte A tecnologia sobe, o mesmo acontece com a pressão quando Equipamentos fornecedores Adicionar LTE para sua Produtos. Simplesmente seguindo a curva de aprendizagem de novas tecnologias é suficiente para desafiar experientes Smartphone Fornecedores. Para .. muitos fornecedores que têm pouca ou nenhuma experiência em M2m e IOT , há mais desafios em incorporar tecnologia celular em sua Produtos.

OEM .. fabricantes e sua Os fornecedores de RF não apenas têm que lidar com estes Desafios, mas mais importante, usam soluções inovadoras para trabalhar de forma mais eficaz, ganhando vantagens no mercado diferenciação.

Antenas ativas e RF Soluções: Para melhor flexibilidade, confiabilidade e desempenho

Sistemas de antena ativa podem ajudar OEMs e sua Fornecedores RF trabalham mais eficientemente. Em comparação com as antenas passivas tradicionais, os sistemas ativos fornecem maior flexibilidade no projeto e no desempenho. De fato, as antenas ativas são a maneira mais fácil de se adaptar à Separação da faixa de frequência e MIMO Requisitos. Não só satisfaz operadores Preferência por baixas frequências, mas também ajuda a caber dispositivos mais finos e finos.

Uma única antena ativa pode cobrir dois ou mais LTE bandas de frequência, mesmo aqueles que estão distantes, como a faixa de frequência 17 (704MHz para 746MHz) e faixa de frequência 41 (2496MHz para 2690MHz). Alimentação única Antenas foram desenvolvidas para cobrir tudo LTE Bandas de freqüência que vão desde 698MHz para 2700MHz. Isso A flexibilidade permite que mais operadores desenvolvam o LTE Advanced, o que significa transportadora Agregação. Quando As bandas de frequência separadas se tornam mais longe, LTE-avançado torna-se mais desafiador. Os desenhistas do sistema estão escolhendo cada vez mais sistemas de antena ativa para atender a este Desafio.


sistemas de antena ativa dão OEMs Novas escolhas para obter confiabilidade e desempenho que os usuários finais estão preocupados, como a transmissão de voz, vídeo e dados, bem como 3G e 4g. Ao contrário das antenas passivas, os sistemas de antena ativa podem repetir automaticamente a ajuste e compensar Detuning efeitos causados ​​pelo cabeça e mãos. Isso significa que os telefones inteligentes e os dispositivos tablets podem fornecer melhor uplink e downlink conectividade Quando Usando antenas ativas, e há menos lançados chamadas. Boa confiabilidade e desempenho beneficiam as marcas de OEM Fabricantes. No caso de smartphones, os operadores também esperam se beneficiar da reputação da marca e dos custos operacionais, de modo que sua Atendimento ao cliente receberá menos reclamações.

Sistemas de antena ativa também podem melhorar a vantagem competitiva de OEM Fabricantes. Para .. Exemplo, na fase de design de um novo produto, incluindo mudanças no layout da placa-mãe, ou equipamento com requisitos especiais (tais ajustes de forma e desempenho), o sistema de antena ativa pode ser ajustado dinamicamente para se adaptar à estes mudando ambiental Condições. Isso irá efetivamente reduzir o custo de novos produtos e avanço sua Entrega Ciclo. OEM .. Fabricantes podem minimizar sua Modelo de Produto, Porque A flexibilidade do sistema ativo significa que pode se adaptar à faixa de freqüência de cada país ou usuário.

Definir a solução ativa ideal

Desde sistemas de antena ativa fornecem muitas vantagens paraLTE Mimo Aplicações, não é de surpreender que muitos fornecedores de RF estejam desenvolvendo ativamente a depuração ativa soluções. Mais e mais opções também têm sua próprio DESAFIOS: primeiro determine a solução, que será mais eficaz do que Primeiro determinando outras coisas, como desempenho, confiabilidade, flexibilidade e facilidade de integração.

A chave para a implementação bem-sucedida reside em um esquema sistemático. Isso A solução precisa obter o melhor desempenho como uma solução completa através do design síncrono e otimização de antenas, dispositivos ativos e algoritmos. Isso método não apenas fornece fornecedores de equipamentos com um fácil de integrar solução, mas também ajuda a sua produtos ganham ao mercado o mais rápido possível e no menor custo Outras soluções requerem várias etapas para atingir. Primeiro, o fornecedor do equipamento precisa obter a antena e o chip separadamente e estes componentes não podem trabalhar juntos Otimamente. Em segundo lugar, os fornecedores de equipamentos devem integrar vários dispositivos, otimizar o software, integrar vários itens no equipamento e esperar que eles tudo pode trabalhar. Isso A abordagem será muito demorada e caro, e também estenderá a aprendizagem curva. ao mesmo tempo, para aqueles Fornecedores de chip que não têm especialização de antena e a maioria das empresas de antena sem experiência de dispositivo ativa, esta solução também pode ser difícil de obter Suporte.

A solução ideal é que um módulo integrado pode efetivamente economizar custos e ser rapidamente adicionado a telefones inteligentes, tablets e outros dispositivos sem fio, em vez disso do que passar semanas ou meses. Isso plug-and-play Design reduz o P & D custo e tempo para o mercado para OEM fabricantes, e ao mesmo tempo eles Não tem que contratar uma equipe de radiofrequência para lidar com o trabalho correspondente. As vantagens dos últimos são especialmente adequadas para engenheiros que só têm experiência limitada ou não RF em M2M e IOT Dispositivos.

Uma solução é impedância ativa correspondência. Isso A tecnologia pode reduzir o tamanho físico da antena por 50% sem afetar desempenho. Isso redução significativa em tamanho é muito significativa, especialmente quando O volume da bateria continua a crescer e as antenas adicionais precisam ser integradas no dispositivo Além disso, esta tecnologia pode ser usada para cobrir uma banda de freqüência mais ampla com a mesma antena volume.

Idealmente, a correspondência de impedância ativa deve ser feito no FeedPoint sim do que longe de todo o sistema, como no transceptor Chipset. O design no ponto de alimentação irá maximizar o desempenho, porque A depuração é se concentrar em toda a antena Sistema. Quando A depuração é colocada longe da extremidade traseira do link RF, o desempenho do sistema afetará adversamente o atraso elétrico e a perda da transmissão Linha.

Comutação de banda é outra importante caminho. Também conhecida como abertura ativa (ativação), essa tecnologia pode alterar dinamicamente o comprimento elétrico do elemento da antena para alterar sua frequência resposta. Um método alternativo foi discutido na correspondência ativa anterior, que é alterar a impedância da antena no circuito de depuração no ponto de alimentação A principal diferença entre os dois métodos é que a abertura ativa / banda O interruptor é usado para ajustar grosseiramente o elemento de antena durante a correspondência automaticamente ao ponto de alimentação para fornecer uma frequência mais otimizada resposta.

No passado, OEMs teve que escolher entre as duas tecnologias porque dos problemas de custo causados ​​por vários componentes (tal como capacitores ajustáveis ​​e switches). No entanto, o novo dispositivo ativo elimina aqueles trade-offs e em vez disso combina uma quatro-port Switch e um capacitor ajustável em um único circuito integrado de radiofrequência (RFIC). Isso O design usa o interruptor de banda para ajustar o domínio de freqüência de várias centenas de MHz e usa a função de correspondência ajustável para ajustar a encadensão O maior antenadesafio em lte A tecnologia aparece abaixo de 1 GHz, Porque Esta faixa de frequência é mais sensível à antena tamanho. A tecnologia do sistema de antena ativa se concentrará no ajuste estes menor lte Frequência Bandas. O desempenho de frequência superior é relativamente fácil de alcançar mesmo sem ajuste ativo Quando otimizando o tamanho de estes Alta frequência embutida antenas. Portanto, vai prestar mais atenção para baixa frequência correspondência de impedância e fornecer uma solução mais eficaz.

fornecedores de chip geralmente projetam um circuito integrado de radiofrequência (RFIC) Para cobrir tantas bandas de freqüência quanto possível, adapte-se a tantos tipos de antena e corresponda a muita impedância quanto possível. Portanto, o design requer um trade-off entre desempenho e custo. Mas fornecedores com muita experiência de antena sabem disso Tunable componentes não podem Independentemente compensar uma má antena design. Ao mesmo tempo, um ativo experiente Sistema de AntenaO fornecedor também sabe que, a fim de alcançar o melhor desempenho e o menor custo, é igualmente importante projetar uma antena e sua coordenação Circuito.

Com a popularidade gradual da LTE, as soluções de antenas ativas se tornarão uma solução necessária para atender a MIMO Desafios Técnicos deLTE e, ao mesmo tempo, ajuda OEMs se destacar da concorrência e fabricação Maior desempenho Dispositivos.

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