新的28-GHz收发器为未来的5G设备铺平了道路

东京工业大学的科学家们设计并制造了一种微型但速度极快，可靠，准确的28-GHz收发器，用于稳定的高速5G通信。通过采用新的波束控制方法，制造的收发器在各种方面胜过以前的设计。

无线通信的重要性在现代社会中很明显，因此，5G通信已经做了大量工作，因为它是移动网络即将迈出的重要一步。移动网络的新标准承诺数据速率和速度至少比4G(LTE)高一个数量级，同时由于使用的频率更高，甚至允许更小的天线和射频(RF)收发器。

大多数为5G设计的最先进的收发器都采用RF移相器。准确的相移很重要，因为它允许收发器引导天线阵列的辐射方向图的主瓣; 换句话说，它用于将天线阵列“指向”特定方向，使得两个通信端(发射器和接收器)以尽可能高的功率交换信号。然而，使用RF移相器会带来一些复杂性，并且不能完全切割5G。

受此启发，由副教授Kenichi Okada领导的东京工业大学的科学家团队开发了一种采用本地振荡器(LO)相移方法的28GHz收发器。他们设计的电路不是使用多个RF移相器，而是允许收发器以0.04°的步长移动本地振荡器的相位，且误差最小。反过来，这允许0.1°的波束控制分辨率，这表示与先前的设计相比提高了一个数量级(意味着可以使天线阵列精确地指向期望的方向)。

而且，所提出的LO相移方法解决了使用多个RF移相器的另一个问题：校准复杂性。RF移相器需要精确和复杂的校准，以便在相位调谐期间它们的增益保持不变，这对于器件的正确操作是非常重要的要求。随着阵列尺寸的增加，情况变得更糟。另一方面，所提出的相移方法导致在整个360°范围内非常接近零的增益变化。

令人惊讶的是，研究团队设计的收发器采用最小元件仅在4 mm×3 mm的电路板上实现。他们将其设备的性能与5G的其他最先进的收发器的性能进行了比较。它们实现的数据速率比使用其他方法获得的数据速率高约10 Gb / s，同时保持相位误差和增益变化低一个数量级。

这项研究的结果将在RMo2A会议的2018年IEEE无线电频率集成电路研讨会上发表。建议的LO相移方法有望有助于实现备受期待的5G移动网络部署以及更可靠，更快速的无线通信的发展。