وبلاگ شرکت در مورد Qorvo AWMF-0145 بیم‌فورمر چهارگانه تک‌قطبی با ادغام بالا

شركت الکترونيک شينزين مينگجيادا، توليد و بازيافت QorvoAWMF-0145یک قطب بندی تک قطبی چهار کانال به شدت یکپارچه شده است.

منAWMF-0145خلاصه ی محصول

"کوروو"AWMF-0145یک تراشه بسیار یکپارچه، تک قطبی، چهار کانال دریافت (Rx) که برای برنامه های ارتباطی 5G امواج میلیمتری توسعه یافته است. It forms part of Qorvo’s first-generation commercial millimetre-wave 5G beamforming IC product family and is one of the core reference devices for the development and deployment of 5G millimetre-wave phased array systemsبه طور خاص برای باند فرکانس بالا 37.1 گیگاهرتز و 40 گیگاهرتز طراحی شده و به طور دقیق با باند موج میلیمتری n260 5G تعریف شده توسط 3GPP هماهنگ شده است.این تراشه از یک معماری کانال 4 × 1 تک قطبی استفاده می کند که قادر به اتصال همزمان با چهار عنصر تابش آنتن استاین روش بر کنترل پرتو RF در زنجیره دریافت تمرکز دارد و یک راه حل دقیق، سریع و فشرده برای سیستم های آنتن موج میلی متری می باشد.

با استفاده از یک معماری یکپارچه چهار هسته ای مبتنی بر سیلیکون،AWMF-0145عملکردهای اصلی را به شدت یکپارچه می کند، مانند کنترل فاز، تنظیم افزایش، کالیبراسیون سیگنال و نظارت بر وضعیت که قبلا توسط اجزای جداگانه مدیریت می شد.در نتیجه به طور قابل توجهی معماری طراحی سخت افزاری آرایه های گیرنده امواج میلیمتری را ساده می کنداین تراشه از یک بسته تراشه مقیاس سطح وافر سبک استفاده می کند و از نصب تراشه فلپ پشتیبانی می کند و اجازه می دهد که به طور مستقیم در تخته های آنتن تراش مرحله ای هموار ادغام شود.این به طور قابل توجهی کاهش اندازه تجهیزات و پیچیدگی سیم کشی، که آن را به طور گسترده ای برای سناریوهای دریافت امواج میلیمتری مانند ایستگاه های پایه 5G، سلول های کوچک، تجهیزات پایانی کاربر و ارتباطات امنیتی سبک مناسب می کند.

II. عملکردهای اصلی و ویژگی های کلیدی سیستمAWMF-0145

1قابلیت کنترل دیجیتال دو حالت با دقت بالا

درAWMF-0145مجهز به یک معماری دو DSP استاندارد صنعت است که شامل کنترل فاز 5 بیتی و کنترل افزایش 5 بیتی است و پشتیبانی از پارامترهای تنظیم دقیق در طول اسکن پرتو RF آنالوگ را فراهم می کند.کنترل فاز 5 بیت امکان کنترل دقیق، کالیبراسیون مرحله ای از فاز سیگنال دریافت شده، به طور موثر جبران تغییرات فاز، تلفات فضایی و خطاهای فاز در عناصر آرایه در طول انتقال امواج میلیمتری،بنابراین اطمینان از دقت جهت گیری پرتو; کنترل افزایش 5 بیتی پشتیبانی می کند افزایش مستقل تنظیم دقیق در چهار کانال، تعادل تفاوت در دامنه سیگنال دریافت شده بین عناصر مختلف آنتنسرکوب تداخل سیگنال بین کانال، و به طور قابل توجهی افزایش ثبات و نسبت سیگنال به نویز سیگنال های دریافت شده توسط آرایه ها.راه حل کنترل دیجیتالی دوگانه 5 بیتی تعادل بین دقت کنترل و سرعت پاسخ را ایجاد می کند، که به طور کامل الزامات کنترل پویا را برای شکل دادن پرتو موج میلی متری 5G با سرعت بالا برآورده می کند.

2مکانیسم تغییر سرعت پرتو و کنترل پایدار

تراشه شامل ثبت وزن پرتو اختصاصی است که می تواند چندین مجموعه از پارامترهای کنترل پرتو را از قبل ذخیره کند و نیاز به زمان واقعی را از بین ببرد.پیکربندی نقطه به نقطه از طریق یک کنترل کننده خارجیاین امکان را برای تغییر سریع پرتو در سطح میلی ثانیه فراهم می کند.به طور کامل پاسخگویی به الزامات ردیابی پرتو پویا در سناریوهای تلفن همراه با سرعت بالا و دسترسی پویا چند کاربر در ارتباطات امواج میلیمتری 5G. It also integrates a temperature-adaptive gain compensation module that monitors the chip’s operating temperature in real time and automatically corrects channel gain parameters in response to temperature fluctuationsاین مسئله چالش های صنعت را در مورد کاهش افزایش در دمای بالا و حرکت افزایش در دمای پایین در دستگاه های امواج میلی متری حل می کند.اطمینان از عملکرد پیوست دریافتی پایدار در کل محدوده دمای.

3طراحی جامع نظارت بر وضعیت و حفاظت

برای پاسخگویی به الزامات قابلیت اطمینان عملیات صنعتی و مخابراتی،AWMF-0145شامل توابع جامع نظارت بر وضعیت، پشتیبانی از گزارش دمای چیپ در زمان واقعی و تلمیتر قدرت انتقال است.این به کنترل کننده مرکزی سیستم اجازه می دهد تا وضعیت عملیاتی تراشه را در زمان واقعی کنترل کند.، پیش بینی خطای و نگهداری سیستم را تسهیل می کند. تمام پین های تراشه شامل ساختارهای حفاظت ESD هستند که مقاومت عالی در برابر تداخل های الکترواستاتیک را فراهم می کنند.این به طور موثر مقاومت در برابر تخلیه الکتروستاتیک در طول مونتاژ تولید و در محیط های عملیاتی در فضای باز، کاهش خطر آسیب رساندن به دستگاه و افزایش قابلیت اطمینان عملیاتی طولانی مدت تجهیزات.

4معماری یکپارچه کم مصرف و طراحی ساده تامین برق

این دستگاه از یک معماری منبع برق دو ولتاژ استفاده می کند و فقط به دو منبع برق ولتاژ پایین + 1.8 و 2.5 ولتاژ برای کار عادی نیاز دارد.این راه حل ساده تامین برق نیاز به منابع برق ولتاژ بالا و مدار های پیچیده تنظیم ولتاژ را از بین می برد، به طور موثر مصرف انرژی کلی سیستم و هزینه طراحی منبع برق را کاهش می دهد.معماری تک تراشه بسیار یکپارچه نیاز به اجزای جداگانه مانند تقویت کننده ها را از بین می برداین کار تعداد قطعات مدار محیطی را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.کاهش مصرف برق سیستم و احتمال خرابی، در حالی که الزامات طراحی برای تجهیزات پایانی سبک وزن و کم مصرف موج میلی متری را برآورده می کند.

III.AWMF-0145مشخصات فنی اصلی

تمام پارامترهای AWMF-0145 دقیقاً با استانداردهای کاربردی برای باند n260 امواج میلی متری 5G هماهنگ شده اند. پارامترهای فنی اصلی به شرح زیر هستند،ارائه یک پایه استاندارد برای طراحی سیستم:

- باند فرکانس عملیاتی: 37.1 GHz تا 40 GHz (3GPP n260 باند استاندارد)

- حالت کار: دریافت خالص (Rx) ، حالت قطب بندی تک

- معماری کانال: چهار کانال 4 × 1 آرایه، پشتیبانی از کنترل همزمان از چهار آنتن عناصر تابش

- دقت کنترل: کنترل فاز 5 بیت، کنترل افزایش 5 بیت

- ولتاژ تغذیه: ولتاژ دو ولتاژ ولتاژ پایین در 1.8 و 2.5 ولت

- نوع بسته بندی: WLCSP (پکیج تراشه سطح وافر) ، پشتیبانی از نصب تراشه فلپ

- درجه بندی حفاظت: حفاظت ESD کامل، طراحی ضد تداخل صنعتی

- انطباق: بدون سرب، مطابق با استانداردهای زیست محیطی RoHS، بدون محدودیت صادرات ITAR

IV. اصل کارAWMF-0145

به عنوان یک تراشه هسته ای برای چهار کانال دریافت پرتو شکل،AWMF-0145بر مبنای اصل کنترل هماهنگ فاز و افزایش در کانال های متعدد کار می کند تا سنتز شعاع جهت گیر سیگنال های دریافت موج میلیمتری را به دست آورد. در طول کار،سیگنال های RF امواج میلی متری دریافت شده توسط چهار عنصر تابش آنتن به چهار کانال دریافت مستقل در تراشه تغذیه می شوندتراشه از ماژول انتقال فاز دیجیتالی 5 بیتی خود استفاده می کند تا به طور مستقل فاز هر سیگنال را کالیبر و تنظیم کند.در حالی که همزمان با استفاده از یک ماژول تنظیم گین 5 بیتی برای برابر کردن دامنه سیگنال در سراسر کانال ها، در نتیجه انحرافات سیگنال ناشی از تفاوت در فاصله عناصر آرایه و مسیرهای انتقال را از بین می برد.

در ترکیب با پارامترهای پرتو که از قبل در ثبت وزن پرتو ذخیره شده اند،تراشه می تواند به سرعت انجام فراگیری فاز و به دست آوردن مطابقت از سیگنال های چند کانال به سنتز یک سمت بالااین امکان دریافت دقیق سیگنال های امواج میلی متری از یک جهت مشخص را فراهم می کند در حالی که سیگنال های تداخل از جهت های نادرست را سرکوب می کند.ماژول نظارت بر دمای جمع آوری داده های دمای تراشه در زمان واقعی برای جبران پویا نوسانات در افزایش کانال، در حالی که ماژول تلمیتر قدرت در زمان واقعی بازخورد در مورد وضعیت عملیاتی پیوند را ارائه می دهد.در نهایت بهینه سازی کسب و پیش پردازش سیگنال های دریافت شده امواج میلی متری برای ارائه سیگنال های ورودی با کیفیت بالا برای واحدهای دمودولاسیون RF و پردازش سیگنال.

V. سناریوهای کاربردی معمولی برایAWMF-0145

با استفاده از مناسب بودن آن برای باند امواج میلی متری 37.1~40 گیگاهرتز، مزایای ادغام کوچک شده و عملکرد کنترل پرتو پایدار،AWMF-0145 به طور گسترده ای در زیرساخت های ارتباطی امواج میلیمتری 5G و تجهیزات پایانی استفاده می شود.، در حالی که برای سناریوهای ارتباطی نظامی و امنیتی نیز مناسب است:

- ایستگاه های پایه ماکرو 5G و ایستگاه های پایه کوچک / میکرو: به عنوان یک جزء اصلی آرایه های گیرنده امواج میلی متری در باند n260، امکان دریافت سیگنال جهت دار در پوشش گسترده را فراهم می کند،سناریوهای تراکم بالا، افزایش حساسیت دریافت ایستگاه پایه و استفاده از طیف.

- تجهیزات پایانی کاربران 5G: مناسب برای CPEs امواج میلیمتری، دروازه های صنعتی، پایانه های انتقال بی سیم با وضوح بالا و دستگاه های مشابه،این کار عملکرد پرتو گیرنده پایانی را بهینه می کند و ثبات ارتباطات پایانی با سرعت بالا را بهبود می بخشد..

- تجهیزات امنیتی و ارتباطات هوایی سبک وزن: با اندازه های فشرده، مصرف انرژی کم و قابلیت اطمینان بالا،آن را با الزامات طراحی برای تکه های دریافت موج میلی متری سبک وزن و کوتاه مدت، تجهیزات ارتباطات امنیتی با سرعت بالا.

- تجهیزات آزمایش امواج میلیمتری 5G: راه حل های استاندارد شده برای آزمایش آنتن های آرایه مرحله ای و تجهیزات عیب یابی لینک ارتباطات امواج میلیمتری را فراهم می کند.

۶- مزیت های اصلیAWMF-0145

در مقایسه با راه حل های سنتی شکل گیری پرتو، مزایای اصلیAWMF-0145در سه حوزه کلیدی قرار دارند: ادغام، ثبات و سازگاری. یک تراشه واحد تمام توابع اصلی چهار کانال دریافت شعاع را ادغام می کند.ساده سازی قابل توجهی از طراحی مدارهای سخت افزاری و کوتاه کردن چرخه های توسعه محصولسه مکانیسم حفاظت کلیدی: تعویض سازگار با دمای، حفاظت ESD کامل و نظارت بر وضعیت در زمان واقعی، ثبات عملیاتی دستگاه را در فضای باز به طور قابل توجهی افزایش می دهد.محیط های با دمای بالا و محیط های الکترومغناطیسی پیچیده؛ بسته بندی فلیپ چیپ WLCSP با ادغام آنتن مسطح سازگار است و به روند کوچک سازی و طراحی پروفایل باریک در تجهیزات امواج میلیمتری پاسخ می دهد، در حالی که ولتاژ پایینمعماری کم مصرف به طور موثر هزینه های عملیات و نگهداری تجهیزات را کاهش می دهد.

VII. خلاصه ازAWMF-0145

Qorvo AWMF-0145 یک قطب بندی تک قطبی با دقت بالا و عملکرد اثبات شده و چهار کانال موج میلیمتری است که برای باند n260 5G 37.1 × 40 GHz طراحی شده است.با معماری تک تراشه ی کاملاً یکپارچه اش، کنترل دیجیتال دوگانه با دقت بالا، سوئیچ شدن پرتو با سرعت بالا و عملکرد پایدار در تمام شرایط، این مسئله را با نقاط درد مرتبط با طرح های اولیه آرایه گیرنده امواج میلی متری حل می کند،مثل پیچیدگیبه عنوان یک دستگاه استاندارد برای تکنولوژی 5G موج میلی متری، نه تنها از تحقیقات پشتیبانی کرده است، بلکه همچنین ازتوسعه و استفاده از تکنولوژی موج میلی متری 5G در مراحل اولیه اما همچنین پایه های فنی را برای بهینه سازی تکراری نسل های بعدی تراشه های شکل گیری پرتو ایجاد کرده استآن همچنان ارزش کاربرد قابل توجهی در زمینه زیرساخت های ارتباطات 5G، تجهیزات پایانی و ارتباطات تخصصی سبک دارد.