18 GHz移動通訊回程中MMIC放大器運用

　　為滿足第四代數據傳輸服務的需要，無線通訊業(yè)已向LTE(長期演進)迅猛發(fā)展。雖然某些地區(qū)的不同標準將仍將繼續(xù)存在，世界上絕大部分的無線系統運營商會將依賴LTE作為他們4G平臺的所有或相當大的組成部分。LTE能實現如高質量視頻流傳輸和文件速傳等數據密集應用。然而，在3G向LTE(WiMAX也是一樣)演進過程中無線運營商會面臨兩個重大挑戰(zhàn)：1.運營商需要處理由數據密集應用而產生的數量巨大的上行下行通信。2.運營商需要提高將數據從無線基站到網絡中心的回程能力。

　　回程取決于光纖、微波和毫米波的單獨或全部的鏈接，近來的無線方案都要求射頻功率器件和放大器具有極好的性能。TriQuint半導體的TGA4532-SM 1-W GaAs MMIC功率放大器正是為滿足17.7-19.7GHz帶寬的無線回路的需求所設計。

　　回程是重點

　　在諸如HSPA、CDMA2000 Rev.A、TD-SCDMA等第三代(3G)接入技術出現之前，無線行業(yè)一直在尋求更大的頻段分配。而后在美國的頻段拍賣中發(fā)現了700MHz FCC，同時Verizon Wireless和ATT獲得美國大部分的許可, 將會在全美部署LTE。即便如此，由LTE用戶產生的巨大數據通訊仍可能會飽和現有頻段。所以，對新頻段的渴求可能還將繼續(xù)。

　　回程，雖然占用了運營商20%-30%的運作成本(全球平均水平)，至今卻未引起足夠的重視。因為在美國，專用于回程路的租用T1線路被運營商用于語音通信--。語音通信直到2008年仍占據大多數最大的網絡流量。這一情況在2009年發(fā)生了戲劇性根本性的變化，當時數據通信流量超過語音通信流量多達400GB40TB。這一變化，伴隨著從伴隨著以準同步數字體系(PDH)為基礎的回路到以向IP為基礎的解決方案的變遷轉變，高成本的租用T1租用線路將很快使T1為基礎的回程路方案完全不夠用。

　　光波(光纖)系統以及微波、毫米波(無線)鏈接代表僅有的兩個應對日益迫近的回程要求沖擊的帶寬技術，每種都有其優(yōu)劣點。如果每個基站都有光纖節(jié)點，可以消除干擾而且具有大量的帶寬，無疑是好的選擇。然而，在全美超過250,000個基站中，只有約20%的基站有光纖線路，而光纖部署的成本和其競爭對手-銅相比是非常高的。只有在美國，才有這么多基站使用光纖網絡來部署回程線路，其他國家和地區(qū)依賴無線或微波回程更為常見。

　　微波線路的傳輸量在155到500Mb/s，部署和操作成本比銅線較便宜(按照每個比特的傳送成本來計算)而且非?？煽俊Ｔ诿绹?，聯邦電信交通委員會(FCC)分配的高頻段毫米波回程-71-76GHz和81-86GHz能提供超過1G/s的數據傳輸速率(因為高頻段比低頻段分配到更大的傳輸通路帶寬)。但是高頻段毫米波的成本比微波和低頻段毫米波高很多，傳輸距離也較短，所以，只有當低頻段毫米波可分配資源飽和時才會使用高頻段毫米波。

　　在歐洲，目前由微波線路處理70%的無線回程通信，因為租用E1(類似于T1)線路的成本甚至比美國還貴。從全球范圍看來，無線回程通信約占全部回程通信的50%。如今，普遍的共識是：在光纖可及的地區(qū)光纖接入是首選，微波和毫米波線路運用于沒有光纖的地區(qū)，及把流量帶到最近光纖節(jié)點。

　　TGA4532-SM性能

　　TGA4532-SM是針對點對點微波應用設計的TriQuint 砷化鎵(GaAs)微波單片集成電路(MMIC)功率放大器系列產品中的最新一款。該產品采用了TriQuint的砷化鎵 pHEMT工藝，工作電壓為6VDC，靜態(tài)電流為816mA。TGA4532-SM使用4×4mm無鉛QFN封裝，相較于含鉛的表面貼裝技術(SMT)封裝，更便于裝配。

　　TGA4532-SM在運用于17.7-19.9GHz通訊帶的1W封裝功率放大器中表現最為優(yōu)異。比如：每音調輸出功率為22dBm情況下，三階截取點理論上為41dBm。P1dB輸出功率為31 dBm，飽和輸出功率大于32 dBm(見圖1)。TGA4532-SM具有23dB的增益，在頻帶內平坦度極好，各種頻段范圍的輸入輸出回波損耗幾乎都低于12dB(見圖2)。結合這些射頻性能特點與不到5瓦的直流功率消耗，TGA4532-SM提供了一個18GHz點對點應用的優(yōu)秀的解決方案。

　　同系列其他產品包括和TGA4532-SM覆蓋同樣頻段的TGA2522-SM，提供了至少27 dBm的P1dB輸出功率、28.5dBm的Psat輸出功率、至少36 dBm的三階截取點、21dB的功率增益、4×4mm QFN封裝，及從5伏直流電源引流為712 mA。TGA2706-SM采用5×5mm QFN表貼封裝，在5.5-8.5 GHz點對點的微波帶提供了2W的P1dB RF輸出功率。TGA2706-SM在三階截取點功率為42 dBm時，能產生32dBm的P1dB功率，小信號增益為31dB、噪聲系數為7dB。在其3GHz帶寬內的表現極為平坦。

　　在大于23GHz頻段的點對點微波通訊中，裸晶元通常用于來提供最高的性能。TriQuint最近推出的TGA4538 砷化鎵微波單片集成電路晶圓在37-40GHz帶寬上表現出色，提供了至少28 dBm的P1dB RF輸出功率(Psat為29.5 dBm)、三階截取點性能為38 dBm、增益為24dB、 及從5伏直流電源引流為600mA。

　　結語

　　未來幾年，對于點對點微波和毫米波無線通信設備和部件制造商來說，無線回程市場將顯著增長。原因很簡單：相當多的基站不能提供光波系統接入的情況下，只有點對點微波能提供帶寬來處理LTE和 WiMAX應用產生的巨大數據量。基于無線電的回程在部署和運行也具有成本效益，其可靠性也在全球的廣泛應用中得到驗證。TriQuint將繼續(xù)推出微波單片集成電路產品以滿足從6至38GHz帶寬的應用需要，提供線性和其他特性的產品來滿足點對點系統應用的高位調制方案需求。