看着5G毫米波相控阵天线的显着发展,我注意到富士通实验室最近宣称开发了“世界上第一个” 28 GHz多波束天线,该天线通过一个天线同时支持四个用户。该公司还声称该天线是世界上最紧凑的结构,这对于选址非常重要,特别是在安装位置受到限制的城市地区和体育馆中。
为了演示这一概念,Fujitsu制作了一个具有128个元件的天线原型,该元件可产生四个独立的波束,每个波束能够实现2.5 Gbps的数据速率,整个阵列的总速率为10 Gbps。原型面积为13平方厘米。
如上图所示,单独的阵列用于发送和接收。
每个阵列包括一个16 x 8贴片天线元件的矩形网格,每个元件的相位由富士通称为安装在天线面板(大概在贴片背面)上的相控阵MMIC所控制。
每个MMIC将相位控制为八个元素,分为两个光束(请参见下面的接线图)。
对于128个元素的原型阵列,使用16个MMIC生成四个独立的光束,每个光束可水平和垂直操纵。
富士通表示,MMIC可以将相位设置为小于1度的分辨率(相当于9位),并且系统设计包括检测MMIC之间相位差的电路,从而可以对64到64之间的任何天线阵列实现“高精度的相位控制”。256个元素。更高的相位分辨率可最大程度地降低旁瓣干扰,从而实现更高的数据速率。富士通表示,该设计在波束之间提供至少20 dB的隔离度,从而支持每波束2.5 Gbps的数据速率(请参见下图)。
2017年10月,富士通发布了有关该公司移相器设计方法的新闻稿,随后在纽伦堡举行的欧洲微波周(EuMW)会议上作了演讲。
据推测,阵列中的移相器是基于这种设计方法的。
富士通的版本未提供有关MMIC和前端的功能和性能的其他详细信息,因此我们不知道提供了什么级别的幅度控制,发射期间的输出功率或接收期间的噪声系数。
公告称,富士通预计将在2021年左右将该有源阵列天线商业化。
考虑到该公司在日本市场的垂直整合和地位,该技术可能会在日本的毫米波5G系统中部署。