毫米波射频前端是终局之战，是灭霸的无限手套。
这里借用下高通的新闻稿，体验下无限手套的魔力。
以下内容翻译自Qualcomm。
喜欢看英文原版的朋友，直接看这里https://www.microwavejournal.com/articles/31448-first-5g-mmwave-antenna-module-for-smartphones
实现 5G 增强型移动宽带服务数据速率的大幅跃升取决于 mmWave 频率可用的带宽。提出了三个频段的专用频谱，即28、39和最近提出的24GHz，许多国家的监管机构正在分配频谱。
在连接的基础设施方面，mmWave基站的发展进展迅速，通过实地试验确定传播特征。传播已经证明比许多人预期的更具弹性，受益于散射和多路径。使用相位阵列天线，基站可以提供必要的 EIRP 和波束成形，以实现具有必要链距的空间覆盖。
这一早期的成功使Verizon等公司能够开始向固定的消费者部署固定无线接入服务，这些消费者在窗户或屋顶线路上安装28GHz天线。在大多数情况下，用户可以获得满意的信号水平和数据速率，信号研究小组在休斯顿的早期独立评估证实了这一点。
下一个大未知数是移动智能手机在 mmWave 频率下的表现。手机和组件制造商面临许多技术挑战，为手机开发可行的 mmWave 无线模组：
- 确保天线覆盖，无论电话方向和手的位置。
- 在传输和接收过程中保持足够的链接边距。
- 通过最大限度地减少功耗，最大限度地延长手机电池续航时间。
- 通过热设计最大限度地减少模块和手机的温度上升。
- 最大限度地缩小毫米波无线单元的大小，其外形与智能手机兼容。
2018年7月，高通科技宣布推出QTM052系列毫米波天线模块，成为智能手机行业首款。集成系统与 Snapdragon X50 5G 调制解调器一起使用，提供用于基带处理的天线，并符合 5G 新无线电（NR） 规范的第 15 版。然后，在10月，高通在QTM052系列中增加了一个新的模块设计，将尺寸缩小了25%。较小的设计使模块能够安装在更薄的手机边缘，并在智能手机中支持多达四个模块。
QTM052 目前涵盖三个 5G 频段，在26.5 到 29.5 GHz 频段 （n257） 中处理高达 800 MHz 的聚合载波带宽，并覆盖整个 27.5 至28.35 GHz 频段 （n261） 和整个 37 至 40 GHz 频段 （n260）。在功能上，QTM052包括分阶段阵列天线、无线电收发器和电源管理。它连接到高通的 X50 5G 调制解调器，该调制解调器控制波束成形。
天线阵列
提供各种天线选项，支持手机中的面部或边缘位置。高通的测试表明，两种方向的性能相似，因此选择取决于其他设计权衡，如手机厚度。无论使用哪种配置，数个天线模块都放置在手机的不同位置，确保覆盖范围，无论电话方向如何，并在手握住手机时补偿信号阻塞（见图 1）。
图 1手机的 EM 模拟，显示手握手机造成的 mmWave 信号衰减。
图2垂直偏振补丁阵列的天线模式，显示±45度波束成形。
阵列使用单极和偶极天线，无论是单极化还是双极化。这些阵列在孔视周围±45度的每个极化和光束转向中提供球形覆盖（见图 2）。
收发器
收发器RFIC由硅工艺制成，集成了每个天线元件的传输和接收通道，并提供RF和IF之间的频率转换。包括混频器、带乘数的电压控制振荡器和锁相环（见图 3）。
功率放大器可以提供 10 到 15 dBm 输出功率，尽管它通常运行回退到 6 到 8 dBm 输出，以满足 5G NR 25dB 误差矢量级 （EVM） 线性要求。天线上的传输/接收 （T/R） 开关放置在接收路径中，因此不会降低输出功率。输入接收放大器的噪声值较低，即使 T/R 开关有恶化，也不会限制从基站到手机的下行链路的性能。片上数字电路转换来自 X50 调制解调器的命令，以控制 T/R 状态以及每个天线元素的相对振幅和相位。波束转向和阵列锥度分别设置为带 1 dB 增益控制步骤的被动相移器和衰减器。
图 3收发器 RFIC 的功能框图。
图 4收发器 RFIC 安装在包含天线阵列的板的背面。
收发器 RFIC 包装在翻转芯片球网格阵列中，这些阵列安装在包含天线阵列的板的背面（见图 4）。
EIRP和电源耗散
mmWave 链路范围较短、电源放大器的可用输出功率和手机的受约束外形对 QTM052 的设计提出了挑战，要求实现所需的输出功率并最大限度地减少电源耗散。如前所述，硅功率放大器可在 28 GHz 下提供 10 到 15 dBm。单个λ/2 天线的增益为 5 dBi，2 x 2 阵列可额外提供 6 dB 的总和增益和 6 dB 波束成形增益。使用单个极化又增加了 3 dB，使天线总增益达到 20 dB，从而将无线电输出提高到 30 到 35 dBm EIRP。
持有 RFIC BGA 的电路板的热设计很重要。对于在 28 GHz 下传输64-QAM OFDM 或 SCFDM 信号的 2 x 2 阵列，每个功率放大器将回退到大约 6 到 8 dBm。在此输出时，四个传输通道的典型直流功率耗散为 350 到 380 mW。
5G电话即将推出
高通已经取得了惊人的工程成就：开发毫米波无线芯片使用的多极化相位阵列天线与波束成形和高度集成的射频收发器，满足5G NR规格的要求，所以四个模块将适合智能手机，以确保覆盖。
运营商和智能手机制造商表示，首批5G手机将于2019年初上市。虽然高通不会说，毫无疑问，你会发现QTM052提供毫米波连接。
高通科技公司圣地亚哥，加利福尼亚州 www.qualcomm.com
为什么需要毫米波？
毫米波的商业化进程和机遇在哪里？
怎样理解毫米波是5G射频前端的终局之战？
Why?
请移步进入七种武器之终局之战（下）。
本文是连载文章的第十七期。
探讨5G对于手机射频前端的影响，打通从技术到市场的任督二脉。
章节索引：
射频前端：中国手机公司花了多少钱？
射频前端：中国手机公司花钱买了什么？
射频前端：鱼龙混杂，谁在吃肉，谁在喝汤？
射频前端：七种武器系列
- 倚天神剑
- 小李飞刀
- 屠龙宝刀
- 唐门暗器
- 九阴真经
- 武穆遗书
- 终局之战
射频前端：归去来（终）
