18 GHz移动通讯回程中MMIC放大器运用

2011-06-09 15:58:27来源: 互联网

  为满足第四代数据传输服务的需要,无线通讯业已向LTE(长期演进)迅猛发展。虽然某些地区的不同标准将仍将继续存在,世界上绝大部分的无线系统运营商会将依赖LTE作为他们4G平台的所有或相当大的组成部分。LTE能实现如高质量视频流传输和文件速传等数据密集应用。然而,在3G向LTE(WiMAX也是一样)演进过程中无线运营商会面临两个重大挑战:1.运营商需要处理由数据密集应用而产生的数量巨大的上行下行通信。2.运营商需要提高将数据从无线基站到网络中心的回程能力。

  回程取决于光纤、微波和毫米波的单独或全部的链接,近来的无线方案都要求射频功率器件和放大器具有极好的性能。TriQuint半导体的TGA4532-SM 1-W GaAs MMIC功率放大器正是为满足17.7-19.7GHz带宽的无线回路的需求所设计。

  回程是重点

  在诸如HSPA、CDMA2000 Rev.A、TD-SCDMA等第三代(3G)接入技术出现之前,无线行业一直在寻求更大的频段分配。而后在美国的频段拍卖中发现了700MHz FCC,同时Verizon Wireless和AT&T获得美国大部分的许可, 将会在全美部署LTE。即便如此,由LTE用户产生的巨大数据通讯仍可能会饱和现有频段。所以,对新频段的渴求可能还将继续。

  回程,虽然占用了运营商20%-30%的运作成本(全球平均水平),至今却未引起足够的重视。因为在美国,专用于回程路的租用T1线路被运营商用于语音通信--。语音通信直到2008年仍占据大多数最大的网络流量。这一情况在2009年发生了戏剧性根本性的变化,当时数据通信流量超过语音通信流量多达400GB40TB。这一变化,伴随着从伴随着以准同步数字体系(PDH)为基础的回路到以向IP为基础的解决方案的变迁转变,高成本的租用T1租用线路将很快使T1为基础的回程路方案完全不够用。

  光波(光纤)系统以及微波、毫米波(无线)链接代表仅有的两个应对日益迫近的回程要求冲击的带宽技术,每种都有其优劣点。如果每个基站都有光纤节点,可以消除干扰而且具有大量的带宽,无疑是好的选择。然而,在全美超过250,000个基站中,只有约20%的基站有光纤线路,而光纤部署的成本和其竞争对手-铜相比是非常高的。只有在美国,才有这么多基站使用光纤网络来部署回程线路,其他国家和地区依赖无线或微波回程更为常见。

  微波线路的传输量在155到500Mb/s,部署和操作成本比铜线较便宜(按照每个比特的传送成本来计算)而且非常可靠。在美国,联邦电信交通委员会(FCC)分配的高频段毫米波回程-71-76GHz和81-86GHz能提供超过1G/s的数据传输速率(因为高频段比低频段分配到更大的传输通路带宽)。但是高频段毫米波的成本比微波和低频段毫米波高很多,传输距离也较短,所以,只有当低频段毫米波可分配资源饱和时才会使用高频段毫米波。

  在欧洲,目前由微波线路处理70%的无线回程通信,因为租用E1(类似于T1)线路的成本甚至比美国还贵。从全球范围看来,无线回程通信约占全部回程通信的50%。如今,普遍的共识是:在光纤可及的地区光纤接入是首选,微波和毫米波线路运用于没有光纤的地区,及把流量带到最近光纤节点。

  TGA4532-SM性能

  TGA4532-SM是针对点对点微波应用设计的TriQuint 砷化镓(GaAs)微波单片集成电路(MMIC)功率放大器系列产品中的最新一款。该产品采用了TriQuint的砷化镓 pHEMT工艺,工作电压为6VDC,静态电流为816mA。TGA4532-SM使用4×4mm无铅QFN封装,相较于含铅的表面贴装技术(SMT)封装,更便于装配。

  TGA4532-SM在运用于17.7-19.9GHz通讯带的1W封装功率放大器中表现最为优异。比如:每音调输出功率为22dBm情况下,三階截取点理论上为41dBm。P1dB输出功率为31 dBm,饱和输出功率大于32 dBm(见图1)。TGA4532-SM具有23dB的增益,在频带内平坦度极好,各种频段范围的输入输出回波损耗几乎都低于12dB(见图2)。结合这些射频性能特点与不到5瓦的直流功率消耗,TGA4532-SM提供了一个18GHz点对点应用的优秀的解决方案。

  同系列其他产品包括和TGA4532-SM覆盖同样频段的TGA2522-SM,提供了至少27 dBm的P1dB输出功率、28.5dBm的Psat输出功率、至少36 dBm的三階截取点、21dB的功率增益、4×4mm QFN封装,及从5伏直流电源引流为712 mA。TGA2706-SM采用5×5mm QFN表贴封装,在5.5-8.5 GHz点对点的微波带提供了2W的P1dB RF输出功率。TGA2706-SM在三階截取点功率为42 dBm时,能产生32dBm的P1dB功率,小信号增益为31dB、噪声系数为7dB。在其3GHz带宽内的表现极为平坦。

  在大于23GHz频段的点对点微波通讯中,裸晶元通常用于来提供最高的性能。TriQuint最近推出的TGA4538 砷化镓微波单片集成电路晶圆在37-40GHz带宽上表现出色,提供了至少28 dBm的P1dB RF输出功率(Psat为29.5 dBm)、三階截取点性能为38 dBm、增益为24dB、 及从5伏直流电源引流为600mA。

  结语

  未来几年,对于点对点微波和毫米波无线通信设备和部件制造商来说,无线回程市场将显著增长。原因很简单:相当多的基站不能提供光波系统接入的情况下,只有点对点微波能提供带宽来处理LTE和 WiMAX应用产生的巨大数据量。基于无线电的回程在部署和运行也具有成本效益,其可靠性也在全球的广泛应用中得到验证。TriQuint将继续推出微波单片集成电路产品以满足从6至38GHz带宽的应用需要,提供线性和其他特性的产品来满足点对点系统应用的高位调制方案需求。

关键字:MMIC放大器  移动通讯回程  GaAs  LTE

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2011/0609/article_6125.html
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