Построение систем IoT и 5G
В статье рассказывается о возможностях и способах моделирования ВЧ-систем для технологий мобильной связи 5G и приложений IoT с использованием серийно выпускаемых компонентов и быстрого синтеза многокаскадных схем согласования импеданса на печатных платах.
5G — это перспективное поколение радиосетей мобильной связи, работающих в диапазоне 24–95 ГГц. Данная технология обещает чрезвычайно высокие скорости передачи данных по радиоканалу, например, передачу видеопотоков для телевидения сверхвысокой четкости 4К/8К. Другим быстроразвивающимся приложением беспроводных технологий является «Интернет вещей» (IoT). По прогнозам, к 2020 г. к Сети будет подключено более 50 млрд объектов IoT. Все это создаст огромную нагрузку на радиоинженеров, вынуждая их быстро проектировать и выпускать продукты 5G и IoT, чтобы успешно конкурировать на рынке.
5G — это перспективное поколение радиосетей мобильной связи, работающих в диапазоне 24–95 ГГц. Данная технология обещает чрезвычайно высокие скорости передачи данных по радиоканалу, например, передачу видеопотоков для телевидения сверхвысокой четкости 4К/8К. Другим быстроразвивающимся приложением беспроводных технологий является «Интернет вещей» (IoT). По прогнозам, к 2020 г. к Сети будет подключено более 50 млрд объектов IoT. Все это создаст огромную нагрузку на радиоинженеров, вынуждая их быстро проектировать и выпускать продукты 5G и IoT, чтобы успешно конкурировать на рынке.
Моделирование ВЧ-систем 5G на частоте 28 ГГц
Проектирование и построение ВЧ-систем, работающих на частоте 24 ГГц и выше, связано с определенными проблемами из-за паразитных эффектов межсоединений в печатной плате, взаимовлияния компонентов и отсутствия моделей новых компонентов для моделирования на уровне системы. Использование электронных таблиц для оценки характеристик системы и последующее макетирование на макетных платах с помощью реальных элементов обходится очень дорого, отнимая много времени, требуя множества приборов и значительной трудоемкости на каждую итерацию. Однако теперь появилась эффективная возможность проектировать, создавать прототип и налаживать производство законченной ВЧсистемы за один цикл без лишних итераций, и эта возможность иллюстрируется приведенным ниже примером. На рис. 1 показана структурная схема системы с входным сигналом 28 ГГц и двумя гетеродинами 22 и 7 ГГц, понижающими частоту до промежуточной частоты 1 ГГц. Структурная схема смоделирована в системе Keysight Genesys Spectrasys, причем, системные блоки моделировались следующим образом:- X-параметры для нелинейных цепей;
- поведенческие модели устройств на основе системных параметров Keysight Sys-parameters, описывающих характеристики отдельных узлов системы в зависимости от частоты, смещения и температуры;
- S-параметры для линейных цепей; • поведенческие модели, описанные уравнениями.
