瑞萨电子的相控阵有源波束成形 IC 能为 5G、卫星通信和雷达应用提供经济高效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 mmWave 和卫星通信频带。 瑞萨电子的波束成形器产品系列正快速扩展,以满足市场对低成本相位阵列天线日益增长的商用需求。

5G mmWave TRx 波束成形器

瑞萨电子 F5288 和 F5268 的8 通道双极化 TRX 波束成形器可在 n257、n258 和 n261 频段提供业界最优的性能。 高度集成的波束成形器采用紧凑型裸晶倒装芯片 BGA 封装,可与 2D 相控阵 2x2 天线单元构件完美结合。 瑞萨电子第三代波束成形器凭借动态阵列电源 (DAP™)、阵列传感器(ArraySense™) 和 高速波控(RapidBeam™) 等专有技术在市场上独占鳌头。

卫星通信/雷达波束成形器和低噪声宽带放大器 (LNAs)

瑞萨电子卫星通信/雷达产品组合由第二代发射与接收 IC 和 LNA 系列组成,支持 Ku-Satcom、K/Ka-Satcom 和 Ku/CDL 三个常用的频带,可用于卫星通信、点对点地面通信和雷达应用场合。 这些 IC 最大限度地提高了天线阵列的性能和电源效率,同时简化了物理实现流程。 芯片的物理封装针对 2x2 双极化元件的子阵列(间隔 λ/2)的系统集成进行了优化。在内置电源管理功能和增益/相位正交性以及通道隔离度上瑞萨产品均领跑于业界同类竞品。更低的热管理和校准需求,致力于更低的解决方案总成本。

Tx 波束成形器包括 F6521、F6522、F6513 IC,涵盖了 LEO/MEO/GEO 星座的 Ku- 和 Ka-Satcom 上行链路 (Tx) 频段以及 Ku 雷达和 Ku CDL 频带。 对于下行链路 (Rx),配套部件系列包括 F6121、F6212/F6122(模块化/独立 BFIC)和 F6123,分别对应于 Ku、K/Ka 和 CDL 频带。 Rx 波束成形器包与 F6921F6922F6923 双通道低噪声放大器搭配使用,可以实现最高的 G/T 和最低的系统功耗。

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) 的应用场合中,相位阵可在 sub-7GHz 和 mmWave 5G 的网络中实现大规模 MIMO (mMIMO) 操作,从而大幅降低延迟、提升容量和吞吐量。

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。

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