Bisher wurden höhere drahtlose Datenübertragungsraten durch immer komplexere Modulationssysteme erreicht, die mehr Bitdaten in demselben Spektrumsschnitt einkapselten.Diese Lösung hat derzeit ihre praktische Anwendungsgrenze erreicht., so dass es in Zukunft, egal ob es für kommerzielle 5G-Durchsatzanwendungen oder militärische Verbindungen mit hoher Kapazität konzipiert ist, eher auf eine größere Bandbreite als auf eine dichtere Modulation angewiesen ist.Diese technologische Veränderung hat die Designer gezwungen, sich dem Millimeterwellen-Spektrum zuzuwenden, die durch reichlich Spektrumressourcen verschiedene neue Funktionen erreichen kann, aber auch eine Reihe völlig anderer Design-Herausforderungen mit sich bringt.
Das 5G-Kommunikationssystem profitiert von jahrelangen Forschungsarbeiten, die zunächst von Verteidigungsunternehmen durchgeführt wurden.Die phasige Antennen-Technologie, die aus dem nationalen Verteidigungsfeld stammt, kann Strahlscan und synchrone Multi-Target-Verfolgung erreichen., und wird nun in 5G-Anwendungen zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Datenströme an mehrere Benutzer eingesetzt.Kommerzielle Systeme arbeiten zunehmend in Frequenzbändern wie 28 GHz und 39 GHz, um die für Multi-Gigabit-Verbindungen erforderliche Bandbreite zu erhalten.
Analog Devices, Inc. and other companies utilize their accumulated millimeter wave expertise in defense industry applications to provide standard components that meet both defense performance requirements and commercial infrastructure manufacturing needsDie fortschrittliche Hochfrequenz-IC-Oberflächen-Mount-Technologie trägt zum groß angelegten Einsatz der 5G-Technologie bei.
Sowohl 5G als auch die Verteidigungsindustrie sind auf fortschrittliche Hochfrequenz-Hardware angewiesen.Während militärische Anwendungen wie elektronische Kriegsführung (EW) eine größere Betriebsbandbreite erfordern, um Spektrumsensorik zu gewährleistenTrotz dieser Unterschiede hat die Entwicklung der breiten Modulationsbandbreite im Bereich 5G einen symbiotischen Nutzen auf Fertigungsebene hervorgerufen.
Die Integration der Millimeterwellentechnologie in diese Bereiche hat den für den kommerziellen Einsatz erforderlichen Produktionsmaßstab erreicht.Diese Fusion reduziert erheblich die damit verbundenen Kosten, wenn man sich auf teure kleine Chargen "Chip and Wire" -Montageverfahren zur Herstellung von Produkten für militärische Anwendungen verlässt..
Diese Skala setzt auf hochintegrierte Funkfrequenz-ICs (RFID), Phasen-Array-Module und einfach zu bedienende Prüflösungen.Diese Lösungen werden zunehmend kleinen Designunternehmen angeboten., die in der Vergangenheit nicht über das Budget oder die spezialisierten Fähigkeiten großer Verteidigungsunternehmen verfügten.
Diese gegenseitige Förderung bildet auch eine gemeinsame Testinfrastruktur.Die weit verbreitete Einführung von 5G hat die Entwicklung erschwinglicher fertiger OTA-Testlösungen gefördert, mit denen Verteidigungsunternehmen die Herausforderungen bei der Produktentwicklung schnell lösen können, ohne dass erhebliche finanzielle Investitionen erforderlich sind.Die Beliebtheit dieser validierten und direkt einsetzbaren Bausteine ermöglicht es Konstruktionsunternehmen aller Größen, Millimeterwellen als leicht zu verwaltendes Subsystem zu verwenden, wodurch es einfacher wird, vielversprechende Millimeterwellenanwendungen von schematischen Diagrammen in einsetzbare Hardware umzuwandeln.
Frequenzinnovation
Seit Jahrzehnten werden bei der Innovation der drahtlosen Technologie zwei grundsätzlich unterschiedliche Methoden angewandt:oder die Erweiterung des für die Übertragung von Informationen verwendeten Spektralraums.
Einfachere Modulationssysteme legen Wert auf Robustheit und Signalintegrität, während komplexere Systeme den Datendurchsatz verbessern, indem mehr Bits pro Symbol übertragen werden.Die grundlegende Modulationsmethode verwendet eine kleine Menge an Informationen (z. B. ein einziges Bit), um jedes Symbol darzustellenDie Konstrukteure können die Systemleistung verbessern, indem sie komplexere Modulationsschemata wie QAM verwenden, um mehr Informationen für jedes Symbol zu kodieren,oder durch den Zugriff auf breitere Spektrumkanäle in höherfrequenten Millimeterwellenbändern.
Modulation bestimmt, wie Daten auf einen Träger verpackt werden, während Leistungsverstärker (PAs) sicherstellen, dass Datenbits ihr beabsichtigtes Ziel erreichen.Leistungsverstärker setzen Effizienz und Linearität in bestimmten Frequenzbändern im Vordergrund, um Hochleistungsphasenarrays zu unterstützenIn militärischen Systemen werden jedoch in der Regel ein breiterer Frequenzbereich und eine höhere Leistung angestrebt, um die Radarklarheit, die Satellitenkommunikationsfähigkeiten und die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern.
Selbst mit dem Fortschritt der Modulationstechnologie gibt es immer noch eine grundlegende Grenze für die Datenmenge, die durch spezifische Trägerfrequenz (FC) -Bänder geschoben wird.Ein wichtiges Prinzip ist, dass der Datendurchsatz direkt mit der Kanalbreite zusammenhängt, d. h. die Bandbreite des modulierten Signals (FBW). Um höhere Datenübertragungsraten zu erreichen, ist ein breiterer Trägerfrequenzkanal erforderlich,Wie wenn man von einer überfüllten Einbahnstraße auf eine Zehnbahnstraße wechselt (Abbildung 1).