原创深度:5G时代来临,机器人的春天还会远吗?(二)

作者:Barry ManzBarry Manz 贸泽电子

在上一篇文章“5G时代来临,机器人的春天还会远吗?(一)”中,我们介绍了机器人的未来前景和制约因素,分析了要实现机器人及时响应中的通信延迟问题。本文,我们将结合Qorvo的具体产品谈谈射频器件如何在5G应用,实现低延迟。

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Qorvo:布局5G基础设施

Qorvo是全球知名的射频解决方案供应商,拥有多种为通信应用提供“连接和保护”的解决方案,如雷达、家庭和办公室用Wi-Fi客户终端设备、LTE和5G基站的高速连接、通过数据中心通信和电信传输的云端连接、汽车连接,以及其他包括智能家居在内的物联网解决方案。Qorvo的主要产品包括砷化镓(GaAs)和氮化镓(GaN)功率放大器(PAS)、低噪声放大器(LNA)、开关、互补式金属氧化物半导体(CMOS)片上系统解决方案、优质体声波(BAW)和表面声波(SAW)滤波器解决方案以及各种多芯片和混合组件。

Qorvo的产品能够支持低频乃至毫米波频段,可满足下一代5G网络对sub-6GHz和毫米波解决方案的产品需求。Qorvo在目前正在进行的5G现场试验中嵌入了各种产品,并与知名原始设备制造商开展了多项产品开发活动,与网络运营商部署5G网络的时间表相重叠。下面让我们来看看将5G和未来机器人技术变为现实的一些具体技术和产品。

集成让一切变简单:QPF前端模块

Qorvo拥有出色的5G基础设施前端模块(FEM)。FEM是集成射频(RF)模块,包含放大器、滤波器、开关和其他组件。QorvoQPF4001 GaN单片微波集成电路(MMIC)FEM是一种面向28GHz(26–30GHz)相控阵5G基站和终端的多功能器件模块。它结合了低噪声高线性LNA、低插入损耗高隔离度发射/接收(TR)开关和高增益高效率多级PA。Qorvo QPF4005双通道FEM是面向39GHz(37–40.5GHz)相控阵5G基站和终端的多功能GaN MMIC模块,可在高频下运行。它还结合了LNA、低插入损耗高隔离度TR开关和高增益高效率多级PA。此外,Qorvo QPF4006 39GHz(37–40.5GHz)GaN发送/接收模块适用于39GHz相控阵5G基站和终端。与其他器件一样,它结合了低噪声高线性LNA、低插入损耗高隔离度TR开关和高增益高效率多级PA。

信号升压:QPL平坦增益放大器

Qorvo QPL9057平坦增益放大器设计用于在1.5–3.8GHz的宽带内提供2.4dB的平坦增益。这些增益放大器可提供22.8dB增益、+32dBm OIP3(50mA偏置设置时)以及0.54dB噪声系数。QPL9057增益放大器采用高性能E-pHEMT工艺进行内部匹配,因此需要五个外部元件才能在单个正电源下工作。典型应用包括移动基础设施、中继器、时分双工(TDD)或频分双工(FDD)系统、LTE/WCDMA/CDMA/GSM和通用无线。

双通道多频率:QPB开关低噪声放大器

Qorvo的QPB9329 4.4–5.0GHz双通道开关LNA模块是高度集成的FEM,可用于时分双工(TDD)基站。这些开关模块在双通道配置中集成了两级LNA和高功率开关。同样,Qorvo的QPB9337 2.3–3.8GHz双通道开关LNA模块是用于TDD基站的高度集成前端模块。与QPB9329一样,此系列LNA模块也在双通道配置中集成了两级LNA和高功率开关。QPB9337 LNA模块可以通过控制引脚控制掉电和旁路功能,可用于采用TDD多输入多输出(MIMO)架构的无线基础设施应用。

扳动开关:QPC吸收式高隔离度SOI开关

QPC6054等Qorvo QPC绝缘体上硅(SOI)射频开关是专门为蜂窝、3G、LTE和其他高性能通信设计的。这些设备采用表面贴装设计,易于组装,可在5MHz–6GHz范围内运行。QPC SOI射频开关采用高隔离度对称拓扑结构,具有良好的线性度和功率处理能力。QPC6054是一个单刀单掷开关。QORVO QPC6324吸收式高隔离度单刀双掷(SPTT)开关具有高隔离度、良好的线性度和功率处理能力。QPC6324开关适用于多种4G/5G无线基础设施应用。

结论

5G不会在一夜之间让机器人发生翻天覆地的变化,因为很多5G应用和技术尚处于萌芽、制图或开发阶段。5G能够完全支持机器人等应用,被视为开启电信新纪元的关键。此外,移动机器人离成为一项成熟的技术还有很长的路要走,而且很可能需要数年时间才能广泛部署到生产制造、农业、常规与大规模搜救行动等应用中。

5G的应用离不开网络各个方面的创新,从毫米波通信系统、软件定义以及虚拟网络架构,到新的无线接入方法,让机器人能够在互不干扰的情况下在小范围内操作。延迟是现阶段亟需攻克的难题,研究人员必须找到一种方法将其降到极低的范围内。

作者简介

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Barry Manz 是ManzCommunications(曼兹通信公司)的总裁,他曾与100多家公司在射频、微波、国防、测试和测量、半导体、嵌入式系统、光及其它市场进行过合作。他是电子防御期刊、军用微波文摘的编辑,是微波和射频杂志的主编。

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Paul Golata于2011年加入贸泽电子(Mouser Electronics),担任高级技术资讯专员(Senior Technical Content Specialist)。Golata主要负责推动先进技术产品的战略实施、战术执行、整条产品线和市场营销方向的成功。Golata通过撰写内容新颖且实用的技术文章为设计工程师提供最新技术信息,帮助贸泽电子成为大家最青睐的分销商。

在加入贸泽电子之前,他曾在Hughes AircraftCompany、Melles Griot、Piper Jaffray、Balzers Optics、JDSU 和 Arrow Electronics担任过各种职务,涉足的领域包括制造、市场营销和销售。Golata知识渊博,曾获得位于伊利诺州芝加哥市的 DeVry Institute of Technology学院的电子工程(BSEET)学位、位于加利福尼亚州马利布市的Pepperdine University大学的MBA学位以及位于德克萨斯州沃斯堡市的Southwestern Baptist Theological Seminary神学院的神学硕士学位。

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原文链接:
https://www.mouser.cn/applications/robotics-and-5g/

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