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ADMV4801 24至29.5 GHz TX/RX波束形成器技術手冊

要長高 ? 2025-04-09 10:22 ? 次閱讀

概述
ADMV4801 是一款硅鍺 (SiGe),頻率為 24 GHz 至 29.5 GHz,毫米波,5G 波束成形器。該 RF IC 高度集成,包含 16 個獨立的發(fā)射和接收通道。在傳輸模式下,RFC 輸入信號使用 1:16 功率分配器進行分離,并通過 16 個獨立的傳輸通道。在接收模式下,輸入信號通過 16 個獨立通道,并與 16:1 合路器組合到 RFC 引腳。在發(fā)射模式下,每個通道包括一個用于控制相位的矢量調(diào)制器 (VM) 和兩個用于控制幅度的數(shù)字可變增益放大器 (DVGA)。在接收模式下,每個通道包括一個用于控制相位的 VM 和一個用于控制幅度的 DVGA。VM 在發(fā)射或接收模式下提供完整的 360° 相位調(diào)整范圍,為 5.625° 相位步長提供 6 位分辨率。傳輸模式下的 DVGA 總動態(tài)范圍調(diào)整范圍為 34 dB,提供 6 位分辨率,產(chǎn)生 0.5 dB 的幅度步長,提供 5 位分辨率,產(chǎn)生 1 dB 的幅度步長。在接收模型中,總動態(tài)范圍為 17 dB,提供 6 位分辨率,從而產(chǎn)生 0.5 dB 的幅度步長。DVGA 在整個增益范圍內(nèi)提供平坦的相位響應。發(fā)射通道包含單獨的功率檢測器,能夠檢測和校準每個通道增益以及通道間增益不匹配。ADMV4801 RF 端口可以直接連接到貼片天線,以創(chuàng)建雙極化毫米波 5G 子陣列。
數(shù)據(jù)表:*附件:ADMV4801 24至29.5 GHz TX RX波束形成器技術手冊.pdf

ADMV4801的編程可以使用 3 線或 4 線串行端口接口 (SPI) 完成。集成的片上低壓差穩(wěn)壓器 (LDO) 為 SPI 電路生成 1.8 V 電源,以減少所需電源域的數(shù)量。提供各種 SPI 模式,可在正常工作期間實現(xiàn)快速啟動和控制。每個通道的幅度和相位可以單獨設置,也可以使用片上存儲器同時對多個通道進行編程以進行波束成形。片上存儲器可存儲多達 256 個光束位置,可分配用于發(fā)射或接收模式。專用 load pin 提供同一陣列中所有器件的同步。提供發(fā)送和接收模式控制引腳,用于在發(fā)送和接收模式之間快速切換。

ADMV4801采用緊湊的散熱增強型 10 mm × 10 mm 封裝,符合 RoHS 標準基板柵格陣列 (LGA)。ADMV4801 可在 ?40°C 至 +95°C 外殼溫度范圍內(nèi)工作。這種 LGA 封裝能夠從封裝的頂部對 ADMV4801 進行散熱,以實現(xiàn)最高效的散熱,并允許將天線靈活地放置在印刷電路板 (PCB) 的另一側(cè)。

數(shù)據(jù)資料的整個數(shù)字中,Tx 表示發(fā)射(或發(fā)射器),Rx 表示接收(或接收器)。

應用

  • 5G 應用
  • 寬帶通信
  • 測試和測量
  • 航空航天和國防

特性

  • RF 頻率范圍:24 GHz 至 29.5 GHz,將 n257、n258 和 n261 頻段集成在一個空間內(nèi)
  • 16 個可選的 TX 通道
  • 16 個可選的 RX 通道
  • 匹配的 50? 單端 RF 輸入和輸出
  • 通過高分辨率矢量調(diào)制器實現(xiàn)相位控制
  • 通過高分辨率 DGA 實現(xiàn)幅度控制
  • 溫度補償
  • 通過存儲器存儲 TX 和 RX 波束位置
  • 工作溫度高達 95°C
  • 符合 3GPP 規(guī)范

功能框圖
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引腳配置描述
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應用信息

為ADMV4801供電

ADMV4801 采用單一電源域,電壓為3.3V。在ADMV4801內(nèi)部集成了片上穩(wěn)壓器,可為芯片內(nèi)所有電路生成所需的1.8V電源。所有電源引腳均屬于同一電源域,可連接至單個電源電壓,以實現(xiàn)集中式去耦。在ADMV4801電源引腳附近集成了去耦電容,具體如ADMV4801 - EVALZ所示。

散熱片選擇

頂部和底部散熱片均可安裝在該器件上,以實現(xiàn)有效的散熱。

底部散熱片要求在器件下方的電路板底層有大面積的裸露銅箔區(qū)域。

對于頂部散熱片,其尺寸必須與器件匹配。尺寸過小的散熱片可能導致散熱效率低下。需使用導熱界面材料(TIM)將頂部散熱片連接至器件。TIM可填充器件與散熱片之間的間隙,改善兩者之間的熱接觸,從而提升器件和散熱片的性能。建議使用厚度為0.5mm的TIM,以實現(xiàn)最佳的熱傳遞和器件性能。

將散熱片安裝到器件上時,最大施加力需符合《絕對最大額定值》規(guī)定。為防止電路板彎曲,器件下方的電路板必須得到充分支撐。施加的力必須垂直于器件頂部,以確保壓力均勻分布。

不同功率模式下的性能

發(fā)射模式的標稱、中等和低功率模式數(shù)據(jù)

圖82至圖86展示了使用“不同功率模式的偏置控制”部分所討論的偏置條件時,各參數(shù)的性能表現(xiàn)。
image.png

  • 圖82. 不同功率模式下,單發(fā)射通道增益與頻率的關系(最大增益)
  • image.png
  • 圖83. 不同功率模式下,單發(fā)射通道輸出功率(dB)與頻率的關系(最大增益)
  • image.png
  • 圖84. 不同功率模式下,單發(fā)射通道三階交調(diào)截點(OIP3)與頻率的關系(最大增益)
  • image.png
  • 圖85. 不同功率模式下,單發(fā)射通道噪聲系數(shù)與頻率的關系
  • image.png
  • 圖86. 16通道發(fā)射機功耗與每通道輸出功率的關系(最大增益)

接收模式的標稱、中等和低功率模式數(shù)據(jù)

image.png

  • 圖87. 不同溫度下,單接收通道增益與頻率的關系(最大增益)
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