《5G基础设施有源和无源天线版

  浏览量2023-12-01 作者: 电源纹波

  据麦姆斯咨询介绍,随着更高频率的使用以及有源天线系统(active antenna systems, AAS)的到来,5G为电信基础设施产业带来了巨变。这些系统使用多达64个独立射频(RF)链路,能够集中生成直射波束,将信号强度集中于特定方向和特定用户,而不是大面积辐射。从实际来看,用这种波束成形技术需要用64组射频(RF)组件,而不是基于标准远程无线电头(remote radio head, RRH)技术的两组RF组件。

  这些组件在天线端产生的功率输出较低,因此业界需要对其技术做调整以更低的功率发射。除此之外,新发布的用于5G的频率要高于当前的技术。因此,要求设备能够在目前最高3.5 GHz以及未来高达6 GHz的频率下运行,显然会对RF组件产业带来影响。

  从成本的角度来看,增加新的组件和RF链路数量,增加了天线系统的RF前端物料。这是一个很重要的变化,因为电信基础设施市场基本是静态的。该市场是由电信运营商的投资水平决定的,而在过去的几十年中,全世界内电信运营商的投资从始至终保持稳定。在系统和组件级别,这样的一种情况促使业界关注提高利润率、确保市场占有率以提高盈利能力。

  5G的到来不会改变这一趋势,除非企业或工业应用等新市场向运营商开放,不过,短期内这样的一种情况预计不可能会出现。为实现这些新的天线系统,已然浮现了一些降低和优化成本的方法,例如运营商之间的天线共享,或者云无线电接入网络(RAN)的开发,以提供更高的信息管理优化。然后将节约出来的成本转移到RF前端和新的天线系统(即AAS)。

  据麦姆斯咨询介绍,2018年电信基础设施RF前端市场规模约为14.7亿美元,预计到2025年将增长至25.2亿美元。对于该市场,主要的技术平台是横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)。在接下来的几年中,情况仍将如此,不过,尽管组件出货量将有所增加,但LDMOS市场预计不会有显著增长。在2018年~2025年期间市场平均增长8%的背景下,LDMOS市场的复合年增长率(CAGR)预计几乎为零。而另一方面,GaN、GaAs、SiGe或射频silicon-on-insulator(SOI)预计会在不久的将来看到显著增长。

  这方面最有意思的产业动态之一,是GaAs平台的预期发展。随着AAS的到来,将需要更加多数量的低功率宽带功率放大器(PA),以及波束成形等新组件。预计这些组件最初主要在GaAs平台上制造,尤其是出于性能方面的考量。它可以为故障0容忍的市场提供合适的性能水平。不过,一旦市场增长到足以跨越利基水平,RF-SOI或SiGe等别的技术有望取代GaAs,就像在智能手机行业GaAs被逐步取代一样。因此,GaAs将成为有源天线组件的一个过渡平台。

  其中,需要我们来关注的例子便是中国移动(CMCC),它在过去几年中两次改变了技术方向。最初,中国移动对64个天线元件的AAS表现出兴趣,因而推动业界开发5W射频宽带功率放大器组件。但是,后来出于成本原因,中国移动又转而首选32个天线元件的系统,从而使之前开发的元件无法适用。现在,中国移动再次回到大规模实施AAS的计划,采用更标准化、成本更低的基于RRH的部署。

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