可在5G FR2中运行的8通道双极化波束赋形IC

iCana，www.icana-rf.com

毫米波部署带来了许多挑战，因为向更高频率的转移会增加路径损耗，并缩小到终端用户的信号覆盖范围。为了克服这些挑战，毫米波5G部署需要对小蜂窝网络进行密集化，并引入波束赋形技术以扩大覆盖范围。这需要移动网络运营商投入巨资，从而减缓了目前毫米波频率的推广速度。

为了帮助应对毫米波的这些挑战，iCana推出了ICAMB2629-A。这是一款高度集成的高性价比波束赋形IC，具有8个支持双极化的通道，主要面向n257和n261 5G新无线电(NR)频率范围2(FR2)无线基础设施应用。iCana计划通过该器件提供低成本、高性能的解决方案，以更高效的方式部署5G毫米波网络。ICAMB2629-A采用90引脚、4.6×5.1毫米BGA封装（图1）。功能框图如图2所示。

图1：BGA封装的ICAMB2629-A。

图2：功能框图

特点和优点

为实现高数据速率，ICAMB2629-A在26.5至29.5GHz范围内提供800MHz的信号带宽。可在此频段内同时以两种极化方式工作，与单极化波束赋形解决方案相比，这能够提供更好、更稳定的通信链路。在发射模式（Tx）下，该IC在误差矢量幅度为3%、100MHz 5G NR、64QAM、增益为27dB的情况下，每个信道的平均输出功率超过10dBm。在接收模式（Rx）下，它的增益为27dB，噪声系数小于4.5dB，功耗仅为0.7W。凭借这些特性，ICAMB2629-A提高了链路稳定性、链路质量、整体链路容量和覆盖范围。

良好的振幅和相位精度

波束赋形是波束转向和波束整形的结合。为了将波束转到所需的方向，天线阵列中的每个天线阵元都要馈入相同的相移或延时信号。这种相移是波束赋形IC提供的最重要功能之一。由于每个毫米波小蜂窝中都有许多波束赋形IC，因此每个IC的成本成为能否实现密集网络部署的关键因素。

除波束转向外，ICAMB2629-A还可以通过对某些信号进行减弱或归零来形成波束，从而进一步减少不同用户之间的干扰。这种旁瓣抑制功能可优化通信链路，最大限度地提高每个用户的吞吐量。这就要求在很宽的频率范围内具有高线性度的高精度增益和相位控制。这些参数必须在一定温度范围内严格控制，而这正是iCana波束赋形IC所能提供的。

为了实现这种精度的波束赋形，ICAMB2629-A提供了以0.5dB为步长的7dB信道增益范围和以5.6度相位步长的6位相位分辨率。波束形成器IC的增益精度小于0.15dB RMS增益误差，28GHz时的RMS相位误差小于2度。这种性能可实现波束转向和整形功能，并提供出色的渐变和归零性能。

控制电路确保性能

由于内置了数字控制电路和传感器平台，ICAMB2629-A可在各种工作条件下保证每个波束赋形IC的性能。该传感器平台可监测温度、射频功率和功耗。有了这些输入，智能控制就能确保增益和相位精度以及最大正交性，从而获得最佳波束赋形性能。IC可在2048个预先存储的不同发射和接收波束之间实现快速波束切换。基于内置传感器的自动控制回路保证了在不同工作温度条件下的性能。

校准

ICAMB2629-A的非易失性存储器中存储了一套预先配置的校准设置，使设备能够在启动时进行完全校准。这确保了每个通道都能获得最佳性能，而且通道与通道之间的差异有限。此外，ICAMB2629-A只需最小的工作量即可校准IC性能，从而最大限度地提高包含多个波束赋形IC的有源相控阵的整体性能。

ICAMB2629-A可实现5G承诺的大规模连接、超低延迟和更大带宽。该IC将为无线通信基础设施、用户驻地设备、中继器和固定无线接入应用带来益处。

图3：iCana相控阵解决方案框图。