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1-2019

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Grundlagen Die Autoren

Grundlagen Die Autoren Bild 4: Beispiel für eine DAC-Zelle mit Vierfachschalter Vorverzerrung (DPD = digitale predistortion) (13) und Crest- Faktor-Reduzierung (CFR) integriert. Dies hilft dabei, den Wirkungsgrad des Leistungsverstärkers zu erhöhen und den Leistungsverbrauch des gesamten Systems drastisch zu reduzieren. Diese Entwicklungen werden den Druck auf leistungshungrige FPGA-Logik wieder erhöhen und diese Funktionen auf dedizierte Logik mit sparsamem Leistungsverbrauch übertragen. Weitere Möglichkeiten schließen das Integrieren des HF-Konverters, inklusive seiner digitalen „Engines“ mit analogen HF-, Mikrowellen- oder Millimeterwellen-Komponenten, ein, was die Ausmaße weiter reduziert und die Entwicklung des Funksystems weiter erleichtert. Damit wird es möglich, Bit-Ströme direkt an die Antenne zu liefern und einen Systemansatz für die Entwicklung des Funksystems zu verfolgen. Mit HF-Konvertern besteht eine riesige Palette an unterschiedlichen Möglichkeiten. HF-Konverter sind die Technik, die dem was möglich ist einen Schritt voraus ist, (Ahead of What´s Possible). Referenzen [1] “5G Radio Access.” Ericsson, April 2016. [2] “Consumer Survey Report on Typical Future Mobile Applications.” Huawei Wireless X Labs. [3] “Notice of Inquiry FCC 17-104.” Federal Communications Commission, August 2017. [4] John Hansen. “Radar, Electronic Warfare, and Electronic Intelligence Testing.” Agilent Technologies, August 2012. [5] Henry S. Kenyon, “New Radios, Waveforms Move Military Communications into the Sky.” Signal, October 2013. [6] William Holt. “Moore’s Law: A Path Going Forward.” 2016 IEEE International Solid- State Circuits Conference, IEEE, 2016. [7] A.C.J. Duimaijer, Anton Welbers, and Marcel Pelgrom “Matching Properties of MOS Transistors.” IEEE Journal of Solid-State Circuits, IEEE, Vol. 24, No. 5, October 1989. [8] Haiyan Zhu, Wenhua Yang, Gil Engel, and Yong-Bin Kim. “A Two-Parameter Calibration Technique Tracking Temperature variations for Current Source Mismatch.” IEEE Transactions on Circuits and Systems II: Express Briefs, IEEE, Vol. 64, No. 4, April 2017. [9] “Constant Switching for Signal Processing.” U.S. Patent US6842132 B2, January 2005. [10] Sungkyung Park, Gyudong Kim, Sin-Chong Park, and Wonchan Kim. “A Digital-to-Analog Converter Based on Differential- Quad Switching.” IEEE Journal of Solid-State Circuits, IEEE, Vol. 37, No. 10, October 2002. [11] Gil Engel, Shawn Kuo, and Steve Rose. “A 14-Bit 3 GHz/6 GHz Current-Steering RF DAC in 0.18 µm CMOS with 66 dB ACLR at 2.9 GHz.” 2012 IEEE International Solid-State Circuits Conference, IEEE, 2012. [12] Daniel Fague. “New RF DAC Broadens Software- Defined Radio Horizon.” Analog Dialogue, Vol. 50, No. 7, July 2016. [13] Patrick Pratt and Frank Kearney. “Ultrawideband Digital Predistortion (DPD): The Rewards (Power and Performance) and Challenges of Implementation in Cable Distribution Systems.” Analog Dialogue, Vol. 51, No. 07, July 2017. Daniel E. Fague ist Director of System Application Engineering in der High Speed Products Group von Analog Devices. Er erhielt 1989 seinen B.S.E.E. von der Gonzaga University und 1991 seinen M.S.E.E. von der University of California in Davis. Er kam 1995 in die Wireless Handset Group von Analog Devices, wo er sich der Entwicklung von Funkarchitekturen für Handsets widmete, einschließlich direkt wandelnder Funksysteme für GSM, EDGE, CDMA und Bluetooth. Davor arbeitete er fünf Jahre für National Semiconductor an der Entwicklung von Funkarchitekturen für DECT und PHS. Seit seinem Eintritt in die High Speed Products Group in 2011 fokussiert sich Dan auf die Entwicklung von HF-Konvertern. Er besitzt sieben Patente und veröffentlichte mehr als 30 Artikel und Vorträge Steven C. Rose ist Staff Design Engineer in der High Speed Products Group von Analog Devices. Er erwarb seinen B.S.E.E. 1991 an der University of Michigan und seinen M.S.E.E. 2002 an der University of California in Berkeley. ER trat 2002 in die High Speed Conversion Product Group von Analog Devices ein, wo er sich der Entwicklung von HF-Funktionsblöcken für Kabelfernsehempfänger widmete. Seit 2009 fokussiert sich Steve auf die Entwicklung von HF-DACs. ◄ 50 hf-praxis 1/2019

5G Primer for MIMO/Phased Array Antennas Teil 1: Advances in 5G-System-Level Modeling Diese umfangreiche Einführung in die für die Umsetzung und Nutzung von 5G erforderlichen MIMO/ Phased-Array Antennen ist in folgende Themen aufgegliedert: Teil 1: Advances in 5G System-Level Modeling Teil 2: Platform Bridges the 5G Design/ Verification Gap Teil 3: MIMO and Beam-Steering Modeling for 5G Teil 4: 5G and MIMO Design with Circuit/ Antenna Co-Simulation NI AWR Design Environment Ni.com.awr Figure 1: Goals for high-performance 5G Introduction Evolving communication systems are driving developments in the RF/microwave industry. The large umbrella of 5G focuses on supporting three main technologies: • Enhanced mobile broadband, which is the natural development of long-term evolution (LTE) • Massive machine-type communications, also known as the industrial internet of things (IIoT) • Ultra-reliable, low-latency communications providing mission-critical infrastructure for services such as transportation, public safety, medical, and more. Future communication systems will comprise many diverse systems that will be implemented with a wide array of solutions. Providing increased mobile broadband traffic and higher data rates, as demanded by end users, will require adding more spectrum with greater efficiency, as well as building out ultradense network configurations. 5G is driving many of the requirements for products today and achieving the aggressive goals of 5G is being addressed in several areas. Spectral usage, which includes variations on orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) based waveforms that were introduced with LTE Release 8 and interand intra-band carrier aggregation is important, especially for spectrum below 6 GHz, where continuous unused bandwidth is rare. Another goal is enhancing over-the-air (OTA) efficiency with the expansion of multiplein-multiple-out (MIMO) and beam-steering antenna technologies. A third goal is moving to higher frequencies, particularly above 6 GHz and into the centimeter and millimeter-wave (mmWave) range. As 5G pushes into these higher frequencies, beam-steering antennas will be required to direct radiated energy from the base station antenna array to the end user, while overcoming the higher path losses that occur at these frequencies. Fortunately, the shorter wavelength translates into smaller antennas, which, in turn, drives more integrated circuit (IC) based antenna array solutions. hf-praxis 1/2019 51

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