Source du matériel: Microwave journal mars / avril 2019 date d'entrée: 2019 / 03 / 25 11: 02: 56 amplificateur d'antenne combo Tuner d'antenne couverture de la bande LTE Aurora andéºjar, José © L. Leiva, fractus Antennas, Jaume anguera, fractus Antennas et Universitat Ramon Llull, ainsi que cor Schepens et Roberto Gaddi, Cavendish Kinetics
En raison du grand nombre de bandes LTE, les appareils sans fil nécessitent de nombreuses conceptions d'antennes multifréquences complexes 1 - 12. L’un des plus grands défis de la 4G par rapport à l’utilisation de la 2G et de la 3G uniquement de 824 à 960 MHz et de 1710 à 2170 MHz est la grande bande passante de fonctionnement: 698 à 960, 710 à 2690 MHz. Les basses fréquences dans la zone basse fréquence, en particulier entre 698 et 960 MHz, aggravent le défi car l'antenne doit être petite par rapport à la longueur d'onde de fonctionnement.
Cet article explique comment combiner le petit amplificateur d'antenne de 86,4 mm3 de fractus Antennas et le petit Tuner d'antenne de Cavendish Kinetics d'une surface de seulement 2 mm2 pour réaliser un système d'antenne couvrant la bande LTE dans la gamme de fréquences 698 à 2690 MHz.
Booster + Tuner
La technologie d'antenne virtuelle 13 - 18 repose sur de très petits éléments d'antenne appelés Amplificateurs d'antenne, ce qui en fait un excellent moyen de répondre aux exigences de bande passante LTE. Au lieu d'ajuster la bande de fréquence de fonctionnement en concevant des géométries d'antenne complexes, utilisez des réseaux adaptés, qui sont plus rapides et plus rentables. Le même élévateur d'antenne peut être adapté à différentes tailles de plate - forme, car seul le réseau adapté change d'une conception à l'autre 18. Ceci est différent de la conception d'antenne traditionnelle, qui doit être conçue individuellement pour différentes géométries dans différentes situations. En plus de leur petite taille, les amplificateurs d'antenne sont également des composants montés en surface, simplifiant leur intégration dans les appareils sans fil. L'amplificateur d'antenne Mesure 12 mm * 3 mm * 2,4 mm et est monté dans un coin de la carte PCB de votre smartphone. Les tuners d'antenne sont des condensateurs variables précis et à faibles pertes qui peuvent résister à des tensions RF élevées. Ils sont idéaux pour les antennes accordables nécessitant un fonctionnement à haute tension, les tuners de charge dynamiques, les filtres accordables et les applications RF analogiques. Les tuners d'antenne Cavendish Kinetics utilisent la technologie brevetée RF MEMS pour éliminer les pertes d'insertion élevées et les limitations de traitement de tension RF des fronts RF traditionnels en silicium sur isolant (SOI) ou GaAs.
La conception combinée du Booster d'antenne fractus et du Tuner d'antenne Cavendish Kinetics prend en charge toutes les bandes de fréquences de communication 19 - 20 dans la gamme de fréquences 698 à 2690 MHz. Le principal avantage de cette combinaison d'amplificateur et de Tuner est que les dispositifs sans fil peuvent optimiser dynamiquement les performances d'une bande passante spécifique sur toute la gamme de fréquences et fournir un rayonnement maximal à la plate - forme pour prendre en charge chaque couverture et chaque scénario d'utilisation utilisateur.
Les dispositifs fabriqués à l'aide de la technologie RF MEMS de Cavendish Kinetics et le processus de fabrication sont de haute précision et de fiabilité qui peut encore répondre à toutes les spécifications de 21 - 22, même après 100 milliards de cycles d'utilisation. Le syntoniseur d'antenne 32ck301r smartuneâ (voir tableau 1) est utilisé pour démontrer les concepts de conception de cet article. Des produits avec une gamme de capacité plus large sont disponibles. La gamme de tuners de Cavendish Kinetics offre une large gamme de capacités allant de 0,4 à 3 PF. Tous les tuners d'antenne smartune sont commandés via une interface mipi rffe (voir figure 2). Les fonctions du Tuner sont indépendantes et gérées par des circuits logiques dans le Contrôleur.
Le réseau d'adaptation Reconfigurable proposé ici comprend un condensateur réglable MEMS (Z2) et sept condensateurs et inductances collecteurs totaux. Dans cette conception, tous les éléments passifs de Murata sont du type SMD 0402 avec des valeurs Q élevées et des tolérances strictes. Les condensateurs accordables ont 32 états, commandés numériquement, chacun correspondant à une valeur de capacité de 0,4 à 1 PF. Dans cette conception, les correspondances entre les valeurs et les états sont de 0,40 (S00), 0,44 (S02), 0,55 (s08) et 0,92 PF (s27). Les caractéristiques d'impédance des élévateurs d'antenne sans réseau d'adaptation sont très mauvaises, en particulier aux basses fréquences de 698 à 960 MHz, où | S11 | est inférieur à - 1 db17. Cependant, avec un réseau d'adaptation multibande, il est possible d'ajuster facilement les performances sans modifier la géométrie de l'antenne. La position du Booster d'antenne est importante pour exciter le diagramme de rayonnement effectif sur le plan du sol. Dans cette conception, les coins 16 - 17 du plan de masse ont été choisis.
L'état du condensateur accordable est contrôlé par le logiciel via une interface parallèle à l'extrémité du plan de masse. L'interface connecte la carte d'évaluation à un PC exécutant le logiciel Skywalker de Cavendish Kinetics, utilisé pour régler le Tuner d'impédance à l'un des 32 états.
Le plan de masse étant un contributeur important au rayonnement, afin d'éviter de nuire à la connexion de l'interface lors de la mesure des performances de l'antenne, la procédure suivante est utilisée: l'état souhaité du Tuner d'impédance est sélectionné par l'intermédiaire de l'interface de connexion. Après le réglage de l'état, la connexion d'interface est retirée et la batterie sur le plan de masse fournit une tension continue au Tuner pour maintenir l'état. Cela rend l'efficacité de l'antenne et les mesures S11 non affectées par la connexion de l'interface. Cette carte d'évaluation est conçue pour l'agrégation de porteuses (CA) et peut augmenter le débit de données en utilisant plusieurs bandes de fréquence LTE simultanément. Le tableau 4 montre l'état de Tuner d'antenne recommandé pour chaque paire ca inter - bande.