IDT 的相位阵列波束形成 IC 能为 5G、卫星通信和雷达应用提供低成本的新一代系统解决方案。每个波束形成 IC 都包括多个独立控制的有源通道,满足电子扫描阵列天线 (ESA) 的元素级波形塑造要求。紧凑型 IC 提供平面 BGA 或 QFN 封装,能实现极小化相位阵列天线,元素间隔 λ/2。IC 提供仅发射 (Tx)、仅接收 (Rx) 或发射/接收 (T/R) 等不同版本,覆盖所有常见的 5G 和卫星通信频带。IDT 的波束形成器产品系列正快速发展,以满足低成本相位阵列天线日益增长的商用需求。

28 GHz 2x2 相位阵列波束形成器

IDT 的四通道毫米波 F5280 波束形成器是针对 5G 相位阵列应用,采用先进的 SiGe BiCMOS 工艺设计而成的 T/R(TDD 或半双工)芯片 IC。它能满足以 28 GHz 为中心的全球常用 5G 毫米波波段要求。 

内核 IC 的每个通道上有 6 位相位控制、超过 35 dB 的增益控制,能在辐射单元之间实现精细的波束控制和增益补偿。此外,每个 IC 都具有片上波束状态存储器和一个快速的数字接口,支持快速的波束更新速率,且稳定时间极短。

Ku 频带、K/Ka 频带和 CDL 8-Ch 相位阵列波束形成器 

IDT 的八通道波束形成器是针对卫星通信相位阵列应用,采用先进的 SiGe BiCMOS 工艺设计而成的 Rx 或 Tx(FDD 或半双工)芯片 IC。IC 物理封装经过优化,集成于 2x2 双极化元件的子阵列,间隔 λ/2。IDT 的 F6501、F6502 和 F6503 系列涵盖三大主要上行(或 Tx)频带,与现有的大多数静地轨道 (GEO) 以及中低地球轨道 (LEO/MEO) 卫星密切相关。对下行(或 Rx)频带来说,补充部件系列包括分别对应于 Ku、K/Ka 和 CDL 频带的 F6101、F6102 和 F6103。除了支持空中、地面和海上卫星通信终端外,上述 IC 还可用于雷达系统或其他使用不同 Tx 和 Rx 相位阵列天线的应用。   

什么是相位阵列波束形成和波束控制?

相位阵列波束形成 IC(“有源波束形成器”或“波束形成器”)通过控制天线阵列每个辐射元素的 RF 信号的相位和强度实现波束形成和波束控制,能在天线的自由空间辐射图中的选定位置产生建设性和破坏性干扰点。这就能形成窄束能量,快速动态控制移动用户或终端所在的方向。采用该技术的天线被称作电子扫描阵列 (ESA)、有源电子扫描阵列 (AESA) 或简称为相位阵列。

相位阵列能够在更高的数据速率下实现更可靠和高效的连接。在卫星通信 (Satcom) 中,与使用机械控制天线相比,陆地平台与静地轨道 (GEO) 或快速移动的近地轨道 (LEO) 卫星之间的数据连接可以更快建立,并得到更可靠的维护。此外,消除机械万向节总成也能减小天线尺寸,降低维护成本,并提高系统可靠性。在有源天线系统 (AAS) 应用中,相位阵列支持 4G 和即将到来的 5G 网络中的大规模天线阵列 (mMIMO) 操作,这就能大幅提高频谱效率和吞吐量。 

虽然 AESA 已用于军事领域逾 30 年,但其成本高,系统规模大、重量和功耗 (SWaP) 也很高,这就导致众多商业应用望而却步。不过,随着波束形成 IC 的到来和更高频率的分配,毫米波频带正在改变这一模式,并推进技术的广泛部署。