瑞薩電子的相控陣有源波束成形 IC 能為 5G、衛星通信和雷達應用提供經濟高效的新一代系統解決方案。每個波束形成 IC 都包括多個獨立控制的有源通道,滿足電子掃描陣列天線 (ESA) 的元素級波形塑造要求。緊湊型 IC 提供平面 BGA 或 QFN 封裝,能實現極小化相位陣列天線,元素間隔 λ/2。IC 提供僅發射 (Tx)、僅接收 (Rx) 或發射/接收 (T/R) 等不同版本,覆蓋所有常見的 5G mmWave 和衛星通信頻帶。 瑞薩電子的波束成形器產品系列正快速擴展,以滿足市場對低成本相位陣列天線日益增長的商用需求。

5G mmWave TRx 波束成形器

瑞薩電子 F5288 和 F5268 的8 通道雙極化 TRX 波束成形器可在 n257、n258 和 n261 頻段提供業界最優的性能。 高度集成的波束成形器采用緊湊型裸晶倒裝芯片 BGA 封裝,可與 2D 相控陣 2x2 天線單元構件完美結合。 瑞薩電子第三代波束成形器憑借動態陣列電源 (DAP?)、陣列傳感器(ArraySense?) 和 高速波控(RapidBeam?) 等專有技術在市場上獨占鰲頭。

衛星通信/雷達波束成形器和低噪聲寬帶放大器 (LNAs)

瑞薩電子衛星通信/雷達產品組合由第二代發射與接收 IC 和 LNA 系列組成,支持 Ku-Satcom、K/Ka-Satcom 和 Ku/CDL 三個常用的頻帶,可用于衛星通信、點對點地面通信和雷達應用場合。 這些 IC 最大限度地提高了天線陣列的性能和電源效率,同時簡化了物理實現流程。 芯片的物理封裝針對 2x2 雙極化元件的子陣列(間隔 λ/2)的系統集成進行了優化。在內置電源管理功能和增益/相位正交性以及通道隔離度上瑞薩產品均領跑于業界同類競品。更低的熱管理和校準需求,致力于更低的解決方案總成本。

Tx 波束成形器包括 F6521、F6522、F6513 IC,涵蓋了 LEO/MEO/GEO 星座的 Ku- 和 Ka-Satcom 上行鏈路 (Tx) 頻段以及 Ku 雷達和 Ku CDL 頻帶。 對于下行鏈路 (Rx),配套部件系列包括 F6121、F6212/F6122(模塊化/獨立 BFIC)和 F6123,分別對應于 Ku、K/Ka 和 CDL 頻帶。 Rx 波束成形器包與 F6921、F6922F6923 雙通道低噪聲放大器搭配使用,可以實現最高的 G/T 和最低的系統功耗。

什么是相位陣列波束形成和波束控制?

相位陣列波束形成 IC(“有源波束形成器”或“波束形成器”)通過控制天線陣列每個輻射元素的 RF 信號的相位和強度實現波束形成和波束控制,能在天線的自由空間輻射圖中的選定位置產生建設性和破壞性干擾點。這就能形成窄束能量,快速動態控制移動用戶或終端所在的方向。采用該技術的天線被稱作電子掃描陣列 (ESA)、有源電子掃描陣列 (AESA) 或簡稱為相位陣列。

相位陣列能夠在更高的數據速率下實現更可靠和高效的連接。在衛星通信 (Satcom) 中,與使用機械控制天線相比,陸地平臺與靜地軌道 (GEO) 或快速移動的近地軌道 (LEO) 衛星之間的數據連接可以更快建立,并得到更可靠的維護。此外,消除機械萬向節總成也能減小天線尺寸,降低維護成本,并提高系統可靠性。在有源天線系統 (AAS) 的應用場合中,相位陣可在 sub-7GHz 和 mmWave 5G 的網絡中實現大規模 MIMO (mMIMO) 操作,從而大幅降低延遲、提升容量和吞吐量。

雖然 AESA 已用于軍事領域逾 30 年,但其成本高,系統規模大、重量和功耗 (SWaP) 也很高,這就導致眾多商業應用望而卻步。不過,隨著波束形成 IC 的到來和更高頻率的分配,毫米波頻帶正在改變這一模式,并推進技術的廣泛部署。

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