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Fuente: Journal of microwave March./Publicado en abril de 2019: 2019/3./25 11:02:56
Antenna booster-Antenna Tuner Combo Cover LTE Bands
Aurora Andújar, José © l. Leiva, Antena fractus, JEM Anguila, Antena fractal y Universidad Ramón LURE, Cor Schepens y Roberto Gaddi, Cavendish Kinetics
Due to the large number of LTE frequency bands, Los dispositivos inalámbricos requieren muchas complejidades Diseño de antenas multifrecuencia 1 - 12. En comparación con 2G y 3G, Sólo 824 a 960 y 1710 a 2170 MHz, Uno de los mayores desafíos de 4G es el enorme ancho de banda de trabajo: 698 a 960 MHz y 1710 a 2690 MHz. Baja frecuencia en la región de baja frecuencia, En particular, frecuencias entre 698 y 960 MHz, El desafío se ve agravado por el hecho de que la antena debe ser más pequeña que la longitud de onda de trabajo.
Este artículo introduce cómo combinar el amplificador de antena miniatura 86,4 mm3 de fractus antennas con el sintonizador de antena miniatura Cavendish kinetics con un área de sólo 2 mm2 para realizar el sistema de antena que cubre la banda LTE en el rango de frecuencia de 698 a 2690 MHz.
Sobrealimentador + sintonizador
La tecnología de antenas virtuales 13 - 18 depende de elementos de antena muy pequeños, Llamado impulsor de antena, Esto lo convierte en una buena manera de satisfacer los requisitos de ancho de banda LTE. Uso de redes coincidentes, En lugar de ajustar la banda de trabajo mediante el diseño de geometría de antena compleja, Pero sólo se puede ajustar la red de emparejamiento apropiada, Hacerlo más rápido y rentable. El mismo amplificador de antena puede adaptarse a diferentes tamaños de plataforma, ya que sólo las redes coincidentes cambian de un diseño a otro 18. Esto es diferente del diseño tradicional de antenas, Debe diseñarse por separado para diferentes formas geométricas en diferentes situaciones. Además del pequeño tamaño, El impulsor de antena también es un montaje de superficie, Simplificar su integración en dispositivos inalámbricos.
Amplificador de antena, with a size of 12 mm*3 mm*2.4 mm, Instalar en PCB para teléfonos inteligentes.
Precisión del sintonizador de antenas, Baja pérdida, Condensador variable capaz de soportar una alta tensión de radiofrecuencia. Son ideales para antenas sintonizables, Sintonizador de carga dinámica, Filtro ajustable, Y aplicaciones analógicas de radiofrecuencia que requieren un funcionamiento de alta tensión. Cavendish Kinetics antenna tuners use patented RF MEMS technology to eliminate the high insertion loss and RF voltage processing limitations of traditional silicon-on-insulator (SOI) or GaAs RF front-ends.
El diseño combinado del impulsor de antena fractus y el sintonizador de antena Cavendish kinetics soporta todas las bandas de frecuencia de comunicación 19 - 20 en el rango de frecuencias de 698 a 2690 MHz. La principal ventaja de esta combinación de intensificadores y sintonizadores es que los dispositivos inalámbricos pueden optimizar dinámicamente el rendimiento de un ancho de banda específico en toda la gama de frecuencias y proporcionar la máxima radiación a la plataforma para apoyar cada cobertura y escenario de uso del usuario.
La tecnología RF MEMS y el proceso de fabricación con Cavendish kinetics son de alta precisión y fiabilidad, y pueden cumplir todas las especificaciones 21 - 22 incluso después de 100 mil millones de ciclos de servicio. El sintonizador de antena smarttune 32ck301r (ver Tabla 1) se utiliza para demostrar los conceptos de diseño en este artículo. Puede proporcionar una gama más amplia de productos capacitivos. La familia de sintonizadores de Cavendish kinetics ofrece una amplia gama de condensadores de 0,4 a 3 PF. Todos los sintonizadores de antenas smarttune están controlados a través de la interfaz mipi rffe (ver figura 2). Las funciones del sintonizador son independientes y son gestionadas por circuitos lógicos en el controlador.
La red de emparejamiento reconfigurable propuesta en este documento incluye Condensador ajustable MEMS (Z2) and seven lumped capacitors and inductors En este diseño, Todos los componentes pasivos de Murata son SMD 0402, alto valor q, tolerancia estricta. Condensadores sintonizables en 32 Estados, Control digital, Cada Estado corresponde a un valor de Capacitancia de 0.4 a 1 PF. En este diseño, La relación correspondiente entre el valor y el Estado es 0.40 (S00), 0.44 (S02), 0.55 (S08) and 0.92 pF (S27).
Las características de impedancia del amplificador de antena sin red coincidente son muy malas, Especialmente a baja frecuencia, 698 a 960 MHz, ¿Dónde? |Sección 11| Menos de - 1 db17. Sin embargo,, A través de la red de emparejamiento multibanda, El rendimiento se puede ajustar fácilmente sin cambiar la geometría de la antena. La posición del impulsor de antena es muy importante para excitar el modo de radiación efectiva en el plano del suelo.. In this design, Se seleccionaron los ángulos 16 - 17 del plano de la tierra.
El Estado del condensador sintonizable es controlado por el software a través de la interfaz paralela al final de la capa de tierra. La interfaz conecta el tablero de evaluación a un PC que ejecuta el software Skywalker de Cavendish Dynamics, que establece el sintonizador de impedancia a cualquiera de los 32 Estados.
Porque el suelo es una fuente importante de radiación, Con el fin de evitar la influencia negativa en la conexión de la interfaz cuando se mide el rendimiento de la antena, Utilice los siguientes pasos: Seleccione el Estado deseado del sintonizador de impedancia a través de la interfaz de conexión. Después de establecer el Estado, Conexión de interfaz eliminada, La batería en la capa de tierra suministra el voltaje DC al sintonizador para mantener el Estado. Esto hace que la eficiencia de la antena y la medición S11 no se vean afectadas por la conexión de la interfaz.
The evaluation board is designed for carrier aggregation (CA), Puede utilizar múltiples bandas LTE al mismo tiempo para aumentar la tasa de datos. La Tabla 4 muestra el Estado del sintonizador de antena recomendado para cada par ca entre bandas.
