Firmenblog über Qorvo AWMF-0200 Dual-Polarization integrierte Silizium-Quad-Beamformer

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. liefert und recycelt den Qorvo AWMF-0200 Dual-Polarisations-integrierten Silizium-Vierstrahlformer.

I. AWMF-0200 Produktübersicht

Der AWMF-0200 ist Qorvos hochintegrierter, siliziumbasierter 4-Kanal-Dual-Polarisations-Millimeterwellen-Beamforming-IC der dritten Generation (Gen-3), der für das 26,5–29,5 GHz Millimeterwellenband entwickelt wurde. Er ist vollständig kompatibel mit den 3GPP n257 und n261 Millimeterwellen-5G-Standardfrequenzbändern. Er verwendet eine 4×2 Dual-Polarisations-Architektur, integriert vier Sende-/Empfangs-Strahlsteuerketten für Antennen-Strahlerelemente auf einem einzigen Chip und realisiert Sende-/Empfangs-Multiplexing im Halbduplex-Modus. Er dient als Kern-HF-Steuerchip für die Massenproduktion von leichten, kompakten Millimeterwellen-Phased-Array-Antennen.

Durch die Nutzung hochintegrierter Silizium-Halbleiterprozesse integriert der Chip Phasenschieber, Verstärker, Signalcombiner und einen digitalen Steuerkern in einem einzigen Gehäuse, was die Anzahl der Komponenten in der Phased-Array-Antenne sowie den Gesamtstromverbrauch und die physische Größe des Geräts erheblich reduziert. Er gleicht die Geschwindigkeit der Strahlumschaltung, die lineare Sendeleistung und die Empfangsrauschleistung aus und stellt ein umfassendes Upgrade der gesamten HF-Leistungsmetriken im Vergleich zu Produkten der zweiten Generation dar; Die Pins und digitalen Steuerprotokolle von Chips innerhalb derselben Serie sind interoperabel, was die iterative Entwicklung von Cross-Band-Array-Produkten durch Hersteller erleichtert.

II. AWMF-0200 Kernarchitektur und Hardware-Parameter

1. HF-Architekturdesign

- Kanal-Konfiguration: 4 Strahlerelemente × Dual-Polarisation (horizontale Polarisation H + vertikale Polarisation V), insgesamt 8 HF-Antennenanschlüsse;

- Polarisationskombination: Verfügt über 2 gemeinsame Anschlüsse für beide Polarisationsmodi; horizontale und vertikale Polarisationssignale werden für Senden und Empfangen unabhängig voneinander verarbeitet, was ein gleichzeitiges Beamforming von Dual-Polarisationssignalen ermöglicht;

- Betriebsmodus: Halbduplex (zeitgeteilte Umschaltung zwischen Senden und Empfangen); ein einzelnes Antennenarray verarbeitet sowohl Downlink-Übertragung als auch Uplink-Empfang, was das Layout des HF-Front-End-Links vereinfacht;

- Steuerpräzision: Eingebaute hochpräzise Phasenverstellungs- und digitale Gain-Regelmodule, die ultraschnelles Scannen und Steuern von Strahlen mit Millisekunden-Geschwindigkeit unterstützen.

2. Wichtige elektrische Spezifikationen

Betriebsfrequenzband: 26,5 GHz bis 29,5 GHz (abdeckt die gängigen kommerziellen Millimeterwellen-5G-Bänder n257 und n261)

Architekturspezifikationen: Quad-Core, 4-Kanal, 4×2 Dual-Polarisations-Beamforming |

Sendeleistung: Verbesserte lineare Ausgangsleistung; optimierte Linearität des Leistungsverstärkers zur Unterstützung von 5G-Breitband-Modulationssignalen

Empfangsleistung: Geringere Rauschzahl (NF), verbessert die Millimeterwellen-Langstrecken-Empfangsempfindlichkeit

Kalibrierungstechnologie: Zero-Cal®-Phasen-Gain-freie Kalibrierungstechnologie, die eine komplexe Werksprüfung überflüssig macht

Gehäusetyp: WLCSP (Wafer-Level Chip-Scale Packaging), Mikro-Oberflächenmontageabmessungen, geeignet für die Montage auf Antennenpanels mit hoher Dichte

Kompatibilität: Pin- und digitale Protokollkompatibilität mit der gesamten Gen-3-Millimeterwellen-Chip-Serie, bietet starke Plattform-Wiederverwendbarkeit

III. Kerntechnische Vorteile des AWMF-0200

1. Extreme Integration, Reduzierung von SWaP-C (Größe, Gewicht, Stromverbrauch, Kosten)

Herkömmliche Millimeterwellen-Phased-Arrays erfordern die Stapelung mehrerer diskreter Komponenten wie Phasenschieber, Dämpfungsglieder, LNAs und Leistungsverstärker; der AWMF-0200 integriert die vollständige 4-Kanal-Dual-Polarisations-HF-Kette auf einem einzigen Chip, wodurch die Anzahl der Komponenten pro Array-Modul um über 60 Prozent reduziert wird. Dies reduziert die Dicke des Antennenpanels und das Gesamtgewicht des Geräts erheblich, was es besonders geeignet für tragbare Terminals und leichte Small-Cell-Implementierungen macht.

2. Zero-Cal®-kalibrierungsfreie Technologie, die die Hürden für die Massenproduktion erheblich senkt

Der Chip verfügt über integrierte Selbstkalibrierungsalgorithmen für Phase und Gain, wodurch eine manuelle Kanal-für-Kanal-Kalibrierung und Fehlerbehebung vor dem Versand entfällt. Dies mildert Strahlverzerrungen, die durch Temperaturdrift von Millimeterwellenkomponenten und Prozessschwankungen verursacht werden, reduziert die Debugging-Zeit auf der Produktionslinie für Antennenhersteller, senkt die Ausfallraten in der Massenproduktion und verbessert die Konsistenz der Array-Strahlen.

3. Sprung in der HF-Leistung mit dem Siliziumprozess der dritten Generation

Im Vergleich zum vorherigen Gen-2-Produkt: höhere lineare Sendeleistung, unterstützt höhere äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP); optimierte Empfangsrauschzahl, liefert verbesserte Millimeterwellen-Wanddurchdringung und Langstreckenabdeckung; weiter reduzierter Gesamt-DC-Stromverbrauch, gewährleistet kontrollierten Temperaturanstieg bei längerem Dauerbetrieb und verbesserte Stabilität unter allen Wetterbedingungen im Freien.

4. Flexible und skalierbare Array-Lösungen

Ein einzelner Chip steuert eine 4-Elemente-Dual-Polarisations-Antenne; durch Kaskadierung mehrerer Chips können großflächige MIMO-Phased-Array-Antennen mit 8, 16 oder 32 Elementen konstruiert werden, mit einer EIRP-Abdeckung im Bereich von 30–70 dBmi, um Kommunikationsanforderungen für unterschiedliche Abdeckungsdistanzen zu erfüllen; In Verbindung mit dem Zwischenfrequenz-Auf-/Abwärtswandlerchip AWMF-0188 aus derselben Serie kann eine vollständige Millimeterwellen-HF-Transceiver-Systemlösung realisiert werden.

IV. Hauptanwendungsszenarien des AWMF-0200

1. 5G Millimeterwellen-Kommunikation (Kernanwendung)

- Millimeterwellen-Mikro-Basisstationen, Pico-Basisstationen und fliegende Zellen: Szenarien zur Erweiterung des Datenverkehrs mit hoher Dichte in städtischen Geschäftsvierteln, Bürogebäuden und Veranstaltungsorten;

- Fixed Wireless Access (FWA) Millimeterwellen-CPE-Terminals: Gigabit-Breitband-Funkzugang für Haushalte und abgelegene Gebiete;

- In-Vehicle Millimeterwellen-Kommunikation und Hochgeschwindigkeits-Fahrzeug-zu-Boden-Verbindung für den Schienenverkehr: Geeignet für mobile Strahlverfolgungsanforderungen im Fahrzeug;

Vollständig konform mit den 3GPP Millimeterwellen-Protokollspezifikationen, erfüllt die Anforderungen an hohe Bandbreite, geringe Latenz und Hochgeschwindigkeitsübertragung.

2. Erweiterung integrierter Luft-Boden-Weltraum-Kommunikation (angepasst für Low Earth Orbit (LEO)-Satellitenkommunikation)

Geeignet für tragbare bodengestützte LEO-Satellitenempfänger und leichte luftgestützte Phased-Array-Antennen für die Satellitenkommunikation. Durch die Fähigkeit zum schnellen Strahlwechsel mittels miniaturisierter Technologie kann es transiente LEO-Satelliten in Echtzeit verfolgen und so Breitband-Konnektivitätsanforderungen in abgelegenen Gebieten, auf See und in der Wildnis erfüllen, wo keine terrestrischen Netze verfügbar sind.

3. Industrielle private Netzwerke und spezialisierte drahtlose Kommunikation

Für drahtlose private Netzwerke in Industrieanlagen, Notfallkommunikations-Terminals und tragbare Breitbandfunkgeräte sorgt das störungsresistente Dual-Polarisations-Beamforming des Systems für stabilere und zuverlässigere Kommunikationsverbindungen in komplexen elektromagnetischen Umgebungen.

V. Zusammenfassung des Produktwerts des AWMF-0200’s

Mit seiner siliziumbasierten, hochintegrierten Architektur, der kalibrierungsfreien Massenproduktionsfähigkeit, der Millimeterwellen-HF-Leistung der dritten Generation und dem kompakten Gehäusedesign adressiert der AWMF-0200 die vier wichtigsten industriellen Schmerzpunkte von Millimeterwellen-Phased-Array-Antennen – nämlich ihre Größe, ihren hohen Stromverbrauch, ihre komplexe Inbetriebnahme und ihre hohen Kosten. Er ist die Mainstream-Beamforming-Kernkomponente für die großflächige kommerzielle Bereitstellung von Millimeterwellen-5G und die weit verbreitete Einführung von tragbaren Low-Earth-Orbit-Satellitenterminals, die die Anforderungen der Massenproduktion für Konsum- und Geschäftsanwendungen mit der Fähigkeit zur Anpassung an anspruchsvolle Outdoor-Kommunikationsbedingungen in Einklang bringen.