當行業(yè)發(fā)展的腳步向5G邁進時，毫米波就成為了熱門詞匯。在各國運營商和設備廠商的推動下，26GHz和39GHz毫米波頻段首先被納入了3GPP標準。高頻段的毫米波帶來的大帶寬，為5G需求的高速率提供了想象空間，然而毫米波在大氣中傳播衰弱嚴重的弱點也成為其商用道路上的致命傷。不過，這一現狀有望改觀，近日高通在毫米波的攻堅中率先破題。
7月23日，高通宣布推出全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口（5G NR）毫米波及6GHz以下射頻模組。高通QTM052毫米波天線模組系列和高通QPM56xx 6GHz以下射頻模組系列可與高通驍龍™X50 5G調制解調器配合，共同提供從調制解調器到天線（modem-to-antenna）且跨頻段的多項功能，并支持緊湊封裝尺寸以適合于移動終端集成。上述兩個系列的產品正在向用戶出樣。配置QTM052毫米波天線模組的終端將最早于2019年上半年推向市場。
無論哪一代通信技術，頻譜都是最先要解決的問題。5G到來后，2G/3G/4G頻譜還需重耕，必然要引入新的頻譜資源。由于面臨諸多技術和設計挑戰(zhàn)，5G之前毫米波均未被應用于移動通信中。甚至移動行業(yè)中很多人都認為毫米波在移動終端和網絡中的應用是不切實際且不可實現的。而高通QTM052毫米波天線模組的推出會不會成為推倒多米諾骨牌的關鍵一步呢？
想要在毫米波頻段實現通信到底有多難，我們可以先來看看毫米波的特性。首先，毫米波頻譜的傳輸距離有限，毫米波在全向發(fā)射時，能量發(fā)散比較快，容易衰弱，無法傳播到很遠；其次，毫米波頻譜容易被樓宇、人體等阻擋、反射和折射；第三，毫米波受限于很多空間因素，其中一個主要因素就是水分子，毫米波頻譜在下雨時、穿過樹葉、穿過人體時，它們衰減非常快。相對于無線通信對語音、數據傳輸的高要求，上述物理特性使得毫米波即便再有魅力也很難被應用到實際通信中。
而高通此次推出的QTM052毫米波天線模組，可與驍龍X50 5G調制解調器協同工作并形成完整系統，以應對毫米波帶來的巨大挑戰(zhàn)。作為完整系統，其可支持先進的波束成形、波束導向和波束追蹤技術，以顯著改善毫米波信號的覆蓋范圍及可靠性。
波束成形是不可或缺的“幕后功臣”，高通的毫米波天線模組不再使用全向發(fā)射，而是選擇定向發(fā)射。把能量聚集在一個波束，從而使得能量能夠傳輸得更遠，以提高覆蓋。高通利用多個天線形成相控天線陣列，天線之間的信號經過互相干涉影響，能把信號能量集中在一個方向發(fā)射出去。
“天線的尺寸和波長是呈正比關系的，毫米波的頻率高，波長短，因而可以顯著降低天線尺寸。高通充分利用了毫米波這一特性，在手機上設計多個天線并形成陣列，讓信號互相影響，從而形成波束。模組化就是基于這個思路衍生出來的。” 高通產品市場高級總監(jiān)沈磊表示，“如果每個OEM廠商都自己開發(fā)和優(yōu)化天線設計方案，要想做到不同天線之間的協同工作，對于他們的難度系數會非常高。所以一個比較簡單的辦法就是高通把天線以及射頻前端包括收發(fā)器和放大器等都整合在一個模組里面，在這個模組內把天線預先整合好，提前做好天線的調整工作，讓它們可以相互協同，從而很容易形成波束。”
形成波束后又出現了其它問題，如果只有一個波束，波束的方向又不變，VPS，一旦手機的位置有變動，信號就無法傳到基站。因此，波束必須要通過波束導向技術不斷調整，指向傳輸對象的方向。同時，手機持有者的位置不斷移動，基站相對于人的位置也在變，這就需要波束追蹤技術來時刻追蹤天線移動的位置，并讓波束做出相應的調整。
因此，我們需要毫米波天線產品既能支持形成波束，又能控制波束的方向，還能追蹤接收方位置的變化，讓波束一直保持在最佳的傳輸位置上。這更要求整個射頻鏈路上從調制解調器到收發(fā)器、放大器再到天線的所有器件都能更智能地協同工作。基于此次推出的QTM052天線模組，高通在連接技術上的整體領先優(yōu)勢，正是應對這一挑戰(zhàn)的最佳解決方案。
助力OEM廠商贏在5G
