来自东京工业大学(tokyo institute of technology)和日本NEC公司的研究人员展示了一款内置第五代(5G)应用校准的39 GHz收发器。所获得的优势包括更高质量的通信和具有成本效益的可扩展性。

来自东京工业大学和NEC的20多名研究人员组成的团队成功展示了一款39 GHz收发器，可用于下一波5G无线设备，包括基站、智能手机、平板电脑和物联网(IoT)应用。

尽管包括现有团队在内的研究团队迄今为止一直专注于开发28 GHz系统，但39 GHz将是世界许多地区实现5G的另一个重要频段。新的收发器基于64字节(4 x 16)相控阵设计。它内置的增益相位校准意味着它可以提高波束形成精度，从而减少不必要的辐射，提高信号强度。

该收发器采用标准65纳米CMOS工艺制造，低成本的硅基组件使其成为大规模生产的理想选择——这是加速5G技术部署的关键考虑因素。研究人员表明，内置校准的均方根(RMS)相位误差非常低，为0.08。这个数字比以前的可比结果低一个数量级。虽然目前开发的收发机通常具有超过1 dB的高增益变化，但新型号在整个360调谐范围内的最大增益变化仅为0.04 dB。

“当我们实际使用基于本地振荡器(LO)相移方法的校准时，我们惊讶地发现增益变化如此之低，”项目负责人东京理工大学的Kenichi Okada说。此外，收发器的最大等效全向辐射功率(EIRP)为53 dBm。研究人员表示，这是64天线输出功率的一个令人印象深刻的指标，特别是对于低成本的CMOS实现来说。

室内测试(在消声室条件下)，包括一米无线测量，证明该收发器支持使用64QAM的400 MHz信号的无线传输。“通过增加阵列尺寸，我们可以实现更大的通信距离，”冈田说。“挑战将是为5G及以上的智能手机和基站开发收发器。”

这项工作将于2019年6月4日在美国马萨诸塞州波士顿举行的2019年IEEE射频集成电路大会(RFIC)上发布，作为晨会(RTu2E)的一部分。论文《一个内置校准功能的39 GHz 64元相控阵CMOS采集器》获得王云等人的最佳学生论文奖。