18 GHz移動(dòng)通訊回程中MMIC放大器運用

　　為滿(mǎn)足第四代數據傳輸服務(wù)的需要，無(wú)線(xiàn)通訊業(yè)已向LTE(長(cháng)期演進(jìn))迅猛發(fā)展。雖然某些地區的不同標準將仍將繼續存在，世界上絕大部分的無(wú)線(xiàn)系統運營(yíng)商會(huì )將依賴(lài)LTE作為他們4G平臺的所有或相當大的組成部分。LTE能實(shí)現如高質(zhì)量視頻流傳輸和文件速傳等數據密集應用。然而，在3G向LTE(WiMAX也是一樣)演進(jìn)過(guò)程中無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商會(huì )面臨兩個(gè)重大挑戰：1.運營(yíng)商需要處理由數據密集應用而產(chǎn)生的數量巨大的上行下行通信。2.運營(yíng)商需要提高將數據從無(wú)線(xiàn)基站到網(wǎng)絡(luò )中心的回程能力。

　　回程取決于光纖、微波和毫米波的單獨或全部的鏈接，近來(lái)的無(wú)線(xiàn)方案都要求射頻功率器件和放大器具有極好的性能。TriQuint半導體的TGA4532-SM 1-W GaAs MMIC功率放大器正是為滿(mǎn)足17.7-19.7GHz帶寬的無(wú)線(xiàn)回路的需求所設計。

　　回程是重點(diǎn)

　　在諸如HSPA、CDMA2000 Rev.A、TD-SCDMA等第三代(3G)接入技術(shù)出現之前，無(wú)線(xiàn)行業(yè)一直在尋求更大的頻段分配。而后在美國的頻段拍賣(mài)中發(fā)現了700MHz FCC，同時(shí)Verizon Wireless和ATT獲得美國大部分的許可, 將會(huì )在全美部署LTE。即便如此，由LTE用戶(hù)產(chǎn)生的巨大數據通訊仍可能會(huì )飽和現有頻段。所以，對新頻段的渴求可能還將繼續。

　　回程，雖然占用了運營(yíng)商20%-30%的運作成本(全球平均水平)，至今卻未引起足夠的重視。因為在美國，專(zhuān)用于回程路的租用T1線(xiàn)路被運營(yíng)商用于語(yǔ)音通信--。語(yǔ)音通信直到2008年仍占據大多數最大的網(wǎng)絡(luò )流量。這一情況在2009年發(fā)生了戲劇性根本性的變化，當時(shí)數據通信流量超過(guò)語(yǔ)音通信流量多達400GB40TB。這一變化，伴隨著(zhù)從伴隨著(zhù)以準同步數字體系(PDH)為基礎的回路到以向IP為基礎的解決方案的變遷轉變，高成本的租用T1租用線(xiàn)路將很快使T1為基礎的回程路方案完全不夠用。

　　光波(光纖)系統以及微波、毫米波(無(wú)線(xiàn))鏈接代表僅有的兩個(gè)應對日益迫近的回程要求沖擊的帶寬技術(shù)，每種都有其優(yōu)劣點(diǎn)。如果每個(gè)基站都有光纖節點(diǎn)，可以消除干擾而且具有大量的帶寬，無(wú)疑是好的選擇。然而，在全美超過(guò)250,000個(gè)基站中，只有約20%的基站有光纖線(xiàn)路，而光纖部署的成本和其競爭對手-銅相比是非常高的。只有在美國，才有這么多基站使用光纖網(wǎng)絡(luò )來(lái)部署回程線(xiàn)路，其他國家和地區依賴(lài)無(wú)線(xiàn)或微波回程更為常見(jiàn)。

　　微波線(xiàn)路的傳輸量在155到500Mb/s，部署和操作成本比銅線(xiàn)較便宜(按照每個(gè)比特的傳送成本來(lái)計算)而且非?？煽?。在美國，聯(lián)邦電信交通委員會(huì )(FCC)分配的高頻段毫米波回程-71-76GHz和81-86GHz能提供超過(guò)1G/s的數據傳輸速率(因為高頻段比低頻段分配到更大的傳輸通路帶寬)。但是高頻段毫米波的成本比微波和低頻段毫米波高很多，傳輸距離也較短，所以，只有當低頻段毫米波可分配資源飽和時(shí)才會(huì )使用高頻段毫米波。

　　在歐洲，目前由微波線(xiàn)路處理70%的無(wú)線(xiàn)回程通信，因為租用E1(類(lèi)似于T1)線(xiàn)路的成本甚至比美國還貴。從全球范圍看來(lái)，無(wú)線(xiàn)回程通信約占全部回程通信的50%。如今，普遍的共識是：在光纖可及的地區光纖接入是首選，微波和毫米波線(xiàn)路運用于沒(méi)有光纖的地區，及把流量帶到最近光纖節點(diǎn)。

　　TGA4532-SM性能

　　TGA4532-SM是針對點(diǎn)對點(diǎn)微波應用設計的TriQuint 砷化鎵(GaAs)微波單片集成電路(MMIC)功率放大器系列產(chǎn)品中的最新一款。該產(chǎn)品采用了TriQuint的砷化鎵 pHEMT工藝，工作電壓為6VDC，靜態(tài)電流為816mA。TGA4532-SM使用4×4mm無(wú)鉛QFN封裝，相較于含鉛的表面貼裝技術(shù)(SMT)封裝，更便于裝配。

　　TGA4532-SM在運用于17.7-19.9GHz通訊帶的1W封裝功率放大器中表現最為優(yōu)異。比如：每音調輸出功率為22dBm情況下，三階截取點(diǎn)理論上為41dBm。P1dB輸出功率為31 dBm，飽和輸出功率大于32 dBm(見(jiàn)圖1)。TGA4532-SM具有23dB的增益，在頻帶內平坦度極好，各種頻段范圍的輸入輸出回波損耗幾乎都低于12dB(見(jiàn)圖2)。結合這些射頻性能特點(diǎn)與不到5瓦的直流功率消耗，TGA4532-SM提供了一個(gè)18GHz點(diǎn)對點(diǎn)應用的優(yōu)秀的解決方案。

　　同系列其他產(chǎn)品包括和TGA4532-SM覆蓋同樣頻段的TGA2522-SM，提供了至少27 dBm的P1dB輸出功率、28.5dBm的Psat輸出功率、至少36 dBm的三階截取點(diǎn)、21dB的功率增益、4×4mm QFN封裝，及從5伏直流電源引流為712 mA。TGA2706-SM采用5×5mm QFN表貼封裝，在5.5-8.5 GHz點(diǎn)對點(diǎn)的微波帶提供了2W的P1dB RF輸出功率。TGA2706-SM在三階截取點(diǎn)功率為42 dBm時(shí)，能產(chǎn)生32dBm的P1dB功率，小信號增益為31dB、噪聲系數為7dB。在其3GHz帶寬內的表現極為平坦。

　　在大于23GHz頻段的點(diǎn)對點(diǎn)微波通訊中，裸晶元通常用于來(lái)提供最高的性能。TriQuint最近推出的TGA4538 砷化鎵微波單片集成電路晶圓在37-40GHz帶寬上表現出色，提供了至少28 dBm的P1dB RF輸出功率(Psat為29.5 dBm)、三階截取點(diǎn)性能為38 dBm、增益為24dB、 及從5伏直流電源引流為600mA。

　　結語(yǔ)

　　未來(lái)幾年，對于點(diǎn)對點(diǎn)微波和毫米波無(wú)線(xiàn)通信設備和部件制造商來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)回程市場(chǎng)將顯著(zhù)增長(cháng)。原因很簡(jiǎn)單：相當多的基站不能提供光波系統接入的情況下，只有點(diǎn)對點(diǎn)微波能提供帶寬來(lái)處理LTE和 WiMAX應用產(chǎn)生的巨大數據量?；跓o(wú)線(xiàn)電的回程在部署和運行也具有成本效益，其可靠性也在全球的廣泛應用中得到驗證。TriQuint將繼續推出微波單片集成電路產(chǎn)品以滿(mǎn)足從6至38GHz帶寬的應用需要，提供線(xiàn)性和其他特性的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足點(diǎn)對點(diǎn)系統應用的高位調制方案需求。