新的28 GHz收发器为未来的5G设备铺平了道路

东京工业大学的科学家已经设计和制造出了一个微型的，但令人难以置信的快速，可靠和准确的28 GHz收发器，用于稳定的高速5G通信。通过采用一种新的波束控制方法，制造的收发器在各个方面都胜过先前的设计。

在现代社会中，无线通信的重要性显而易见，因此，5G通信已经完成了许多工作，因为这是移动网络中即将迈出的一大步。移动网络的新标准承诺数据速率和速度至少比4G(LTE)高一个数量级，同时由于使用的频率更高，甚至允许使用更小的天线和射频(RF)收发器。

大多数为5G设计的最先进的收发器均采用RF移相器。精确的相移很重要，因为它可以使收发器引导天线阵列辐射方向图的主瓣。换句话说，它用于将天线阵列“指向”特定方向，以使两个通信端(发送器和接收器)交换具有最大可能功率的信号。但是，使用RF移相器会带来一定的复杂性，并不能完全削减5G。

受此启发，东京工业大学的一组科学家在冈田贤一副教授的带领下，开发了一种采用本地振荡器(LO)相移方法的28 GHz收发器。他们没有使用多个RF移相器，而是设计了一种电路，该电路允许收发器以0.04°的步长将本振的相位偏移最小。反过来，这使得波束转向分辨率为0.1°，与以前的设计相比，代表了一个数量级的改进(这意味着可以将天线阵列精确地指向所需的方向)。

此外，提出的本振相移方法解决了使用多个射频移相器的另一个问题：校准复杂性。射频移相器需要精确而复杂的校准，以使它们的增益在相位调整期间保持不变，这对于设备正确操作是非常重要的要求。随着阵列大小的增加，情况变得更糟。另一方面，所提出的相移方法导致增益变化在整个360°范围内非常接近零。

令人惊讶的是，研究团队设计的收发器仅用最小的组件就可以在尺寸仅为4 mm×3 mm的电路板上实现。他们将其设备的性能与其他用于5G的最新收发器的性能进行了比较。他们获得的数据速率比其他方法获得的数据速率大约高10 Gb / s，同时保持相位误差和增益变化低一个数量级。

这项研究的结果将在RMo2A会议的2018 IEEE射频集成电路研讨会上发表。拟议的LO相移方法将有望帮助实现备受期待的5G移动网络部署以及更可靠，更快速的无线通信的发展。