5G er faktisk ved at komme snigende uden, at markedet egentlig har gjort sig de store tanker om konsekvenserne af behovet for kombinationen af ultrahøje frekvenser og ganske store transmitterede effekter. Dertil kommer operatørernes forventninger om at kunne putte utallige bånd og proprietære kanaler ind i den tilsyneladende meget store båndbredde, som 5G i princippet lover. De indledende øvelser ligger i området 600MHz til 5GHz, hvor selv effekter i makroniveauet bør kunne distribueres via traditionelle basestationer. De øvre bånd i 4 – 5GHz-området kræver dog uden tvivl brugen af GaN, hvis ikke senderne skal nedsmelte.
– En meget spændende egenskab for 5G er muligheden for beam-forming af signalerne. Det fænomen bliver mere udtalt, når vi kommer op i mm-bølge områderne over 24GHz. Så ophører de rundstrålende signaler, og det kommer til at kræve antenne-arrays, hvor vi også må regne med, at der vil være plads til flere designmæssige tilgange til løsninger, som vil komme i brug i praksis. Vi kommer ikke uden om en række eksotiske procesteknologier for at kunne designe de nye high-end 5G-komponenter, og blandt andet bruger vi allerede nu AlGaAs PIN-diodeprocesser til at løfte de mulige frekvenser op over 100GHz-grænsen. Denne teknologi bør også kunne gøre det muligt at håndtere effekter op til 100 watt, fortæller Doug Carlson, der er direktør for RF- og mikrobølgedivisionen hos Macom.
Ind i billedet kommer – ganske apropos – en meget fin reference for Macom, nemlig Pivotal, som står bag udviklingen af HBF-teknologien, Holografisk Beam Forming, der bryder med de traditionelle MIMO- og phased-array løsninger. Pivotal er en amerikansk start-up virksomhed, som har fået en massiv kapitalindsprøjtning fra Bill Gates til udvikling af et helt nyt antennesystem, som kan håndtere frekvenser op til 39GHz.
– Ideen bag HBF er, at en række signaler danner RF-hologrammer, der dækker et givent område med sommerfuglelignende mønstre, som kommunikerer fra basestation til forbruger i en nærmest lige linie. Det minimerer spildeffekten, og systemet er realiseret med en stribe Macom varaktorer, som lynhurtigt dikterer retningen for hologrammet. Pivotal har udtaget 230 patenter for HBF-teknologien og de affødte produkter, og det har ført til udviklingen af en ultrahurtig gateway, der er klar til selv de hurtigste 5G-signaler, fortæller Pivotal Commwares CEO, Brian Deutsch.
Første kommercielle HBF-produkt er Echo 5G gatewayen, som blot skal monteres på et vindue for at kunne kommunikere med en 5G-basestation eller lokale 5G-enheder. Systemet konkurrerer med eksisterende fiberløsninger og gør opkoblingen til high-speed signaler betydeligt billigere. I modsætning til phased-array løsninger har HBF-teknologien ingen hand-overs af frekvenser, og der skal ikke bruges separate forstærkere til de enkelte enheder i Echo 5G-antennen.
Læs mere om Macoms og Pivotals 5G-løsninger i Aktuel Elektronik 5/2019, som udkommer 8. april.
