制造商下一步如何為自身成功定位
簡介
5G:下一代蜂窩技術(shù)
計算機(jī)和無線蜂窩技術(shù)的融合幾乎改變了社會的方方面面,這種說法毫不夸張。從商業(yè)到教育、從約會到個人健身,互聯(lián)移動計算設(shè)備深深的交織到了我們的日常個人生活與職業(yè)生活當(dāng)中,密不可分。此外,5G 巨大的市場潛力會對包括醫(yī)療、 汽車 及工業(yè)在內(nèi)的眾多行業(yè)產(chǎn)生影響。然而,為當(dāng)今的電信基礎(chǔ)設(shè)施(GSM 和 LTE 之類的 3G/4G 通信標(biāo)準(zhǔn))助力的無線技術(shù)卻沒有能力來兌現(xiàn)移動數(shù)字世界的承諾。移動設(shè)備和嵌入式設(shè)備的制造商現(xiàn)在都在努力探尋明日的無線蜂窩通信技術(shù),從而提供帶寬與延遲方面所需的基準(zhǔn),實(shí)現(xiàn)一個真正以移動為中心的世界。
下一代的蜂窩網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備技術(shù)合稱為 5G 或者第 5 代 ,已經(jīng)在全球鋪開。5G 代表的并不是一次演進(jìn),而是無線通信上的一場革命。此外,對于那些在設(shè)備發(fā)展方面并未集成無線蜂窩通信的原始設(shè)備制造商 (OEM) 來說,越來越多的移動設(shè)備要始終保持在線這樣的需求,也在推動著他們?nèi)ニ伎?5G 對于自身產(chǎn)品線的價值。國際電信聯(lián)盟無線電通信局 (ITU-R) 為 5G 確立了三個高級別的用例類別,移動設(shè)備 OEM 未來開發(fā)產(chǎn)品時應(yīng)該加以考慮:
1 增強(qiáng)型移動寬帶 (eMBB)–增強(qiáng)型的室內(nèi)和室外寬帶、企業(yè)協(xié)作以及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)。
2 海量機(jī)器類型通信 (mMTC)–物聯(lián)網(wǎng)、資產(chǎn)跟蹤、智能農(nóng)業(yè)、智慧城市、能源監(jiān)測以及智能家居和遠(yuǎn)程監(jiān)控。
3 超可靠低延遲通信 (URLLC)–自動駕駛汽車、智能電網(wǎng)、遠(yuǎn)程患者監(jiān)護(hù)和遠(yuǎn)程醫(yī)療以及工業(yè)自動化。
5G 技術(shù)擁有眾多的優(yōu)勢,但對于移動計算設(shè)備來說,根本的優(yōu)勢就在于速度。當(dāng)今 4G 網(wǎng)絡(luò)的下載速度可以達(dá)到約 100 Mbps。相比之下,根據(jù)具體采用的 5G 頻率和分配的波譜數(shù)量,5G 在現(xiàn)實(shí)世界中最終可能實(shí)現(xiàn) 20 Gbps 的下載速度。因此,與當(dāng)前 4G LTE 這一代的移動網(wǎng)絡(luò)相比,5G 的下載速度可能達(dá)到前者的 200 倍。此外,與 5G 有關(guān)的延遲(1 毫秒)也要比上一代(數(shù)十毫秒)低得多,這樣又會改善連接速度。5G 網(wǎng)絡(luò)在一平方公里內(nèi)可支持上百萬臺的設(shè)備,而對于 4G 來說,在類似的面積上則只能支持 10 萬臺。5G 還是第一代采用了軟件定義網(wǎng)絡(luò) (SDN) 架構(gòu)的無線通信技術(shù)。SDN 對于電信企業(yè)及其 基礎(chǔ)設(shè)施 來說具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。對于移動設(shè)備,它還意味著通過固件升級就可以提供在以前需要新硬件才能支持的新功能。
移動優(yōu)先:工作娛樂無處不在
對于許多人來說,智能手機(jī)、平板和筆記本之類的 移動設(shè)備 即使不是我們僅有的計算設(shè)備,也會是主要的計算設(shè)備。此外,互聯(lián)網(wǎng)連接就像 CPU 或者 RAM 一樣,對于移動計算設(shè)備是必不可少的。然而,我們的設(shè)備在互聯(lián)網(wǎng)連接方面卻有一點(diǎn)脫節(jié)。在離開家或者辦公室時,我們的智能手機(jī)一般就會依靠蜂窩網(wǎng)絡(luò)來接入互聯(lián)網(wǎng)。如果要將筆記本連接到互聯(lián)網(wǎng),那么我們可以將智能手機(jī)連接到筆記本,或者在咖啡店里找一個 Wi-Fi 熱點(diǎn)。而對于平板,許多都只提供了 Wi-Fi 功能或者同時提供了 Wi-Fi 加蜂窩模式。最終的結(jié)果就是,互聯(lián)網(wǎng)連接并非完全無縫的解決方案。
可靠、高速而又始終保持連接的移動計算設(shè)備,不僅允許大家發(fā)送電子郵件和瀏覽網(wǎng)頁。移動設(shè)備將會日益作為一個樞紐來探索并控制大量新穎的交互活動。5G 一個主要的用例就是機(jī)器間通信。移動設(shè)備將會作為用戶接口,與可穿戴設(shè)備、智能家居/智能樓宇/智能工廠、機(jī)器人以及 VR/AR 硬件之類的嵌入式智能互聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行交互。這類交互甚至可以遠(yuǎn)程進(jìn)行,使用戶能夠與世界各地的設(shè)備和人員保持聯(lián)系。考慮到新冠病毒病這場改變了世界的瘟疫,人們對遠(yuǎn)程工作與社交的期望已經(jīng)大幅增長;對于可以實(shí)現(xiàn)這類功能的產(chǎn)品的需求,也呈現(xiàn)出了同樣的趨勢。
5G 提供了機(jī)會,讓我們圍繞著一個單獨(dú)的解決方案進(jìn)行整合,為所有的移動設(shè)備提供了無處不在的互聯(lián)網(wǎng)接入??梢韵胂蟮贸?,5G 可以使我們所有的設(shè)備都一直保持互聯(lián)網(wǎng)的無線接入,在人口密度高的地區(qū)尤其如此。然而,應(yīng)當(dāng)注意的是,Wi-Fi 技術(shù)還在繼續(xù)發(fā)展,并不會遠(yuǎn)離我們而去,它很可能會與 5G 形成補(bǔ)充而又競爭的關(guān)系。
了解信號完整性管理
如果要使設(shè)計出的 5G 移動設(shè)備實(shí)現(xiàn)要求的高速度、低延遲及低抖動,那就需要工程師擴(kuò)充自身的知識并在工具箱中添加更多的工具。隨著信號頻率的提高,信號完整性 (SI) 管理的難度日益提升,而又越發(fā)的重要。在有關(guān)無線通信和互聯(lián)網(wǎng)連接的討論當(dāng)中,常用的術(shù)語包括:
1 連接速度: 每秒鐘傳輸?shù)奈粩?shù)。以兆位每秒 (Mbps) 或千兆位每秒 (Gbps) 計,最終用戶通常視之為互聯(lián)網(wǎng)連接的質(zhì)量。
2 帶寬: 構(gòu)成了通信信道的頻率范圍。對于低波段 5G 頻率通常以兆赫計,中波和毫米波的 5G 頻率通常以數(shù)百兆赫計。比如說,為毫米波定義的最小信道帶寬為 50 MHz,可以達(dá)到 400 MHz。簡而言之,信道越寬,潛在的連接速度就越快。
3 包延遲: 數(shù)據(jù)包在源和目的地之間流動而耗費(fèi)的時間。延遲以毫秒計。“延時”一詞往往可與“延遲”互換使用。然而,在某些情況下,延遲的測量是為了要說明數(shù)據(jù)包往返一次花費(fèi)的時間。
4 包抖動: 延遲隨時間發(fā)生的變化。抖動以毫秒計。抖動與音頻流或視頻流中的卡頓感覺有關(guān)。
5 丟包: 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP)在“盡力服務(wù)”這一傳輸原則下運(yùn)作,與之相對的是更加穩(wěn)健但又資源緊張的“存儲并轉(zhuǎn)發(fā)”的模式。同樣,由于在網(wǎng)絡(luò)(例如,網(wǎng)絡(luò)擁塞)和無線通信(例如,射頻干擾、多徑衰落、路徑損耗、用戶移動性)方面存在著形形色色的原因,數(shù)據(jù)包會在發(fā)射器和接收器之間丟失。如果采用傳輸控制協(xié)議 (TCP),則較高的丟包率會導(dǎo)致數(shù)據(jù)包重新發(fā)送,使連接變慢,從而影響到網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)的質(zhì)量。丟包計為接收到的數(shù)據(jù)包相對于發(fā)送出的數(shù)據(jù)包的百分比。
6 傳輸信道噪聲:背景射頻噪聲,所含的頻率元素與相關(guān)的傳輸頻率發(fā)生重疊,并可能對后者產(chǎn)生不良干擾。
7 失真:最初發(fā)射的波形發(fā)生變化時,會出現(xiàn)該情況。線性失真會改變幅度和相位,而非線性失真則會造成頻率變化。這些變化會導(dǎo)致接收單元在基帶信號中“偵聽”到的內(nèi)容與實(shí)際發(fā)射的內(nèi)容不同。這些都稱為接收器誤差。
8 多徑衰落:由于信號在物理環(huán)境中來回反彈,接收器會接收到已發(fā)射信號的多個副本。這些信號相互之間會造成破壞,導(dǎo)致信號衰落或減弱,可能會妨礙接收器提取出有用的信息。
9 路徑損耗:由于無線電波在空氣中傳播,因而遇到的多種現(xiàn)象都可造成信號衰減。這些損耗包含了傳播損耗,是電磁波在自由空間中自然擴(kuò)展的結(jié)果。當(dāng)電波受到對射頻不透明的物體的阻擋時,就會發(fā)生衍射損耗。最后,由于電波會穿透形形色色的物體,還會發(fā)生吸收損耗。
5G 的工作環(huán)境
第三代合作伙伴項目 (3GPP) 將設(shè)備和蜂窩之間的 5G 空中接口定義為新空口 (NR)。5G 的頻率分配劃分成了兩個支配性的頻帶,即 FR1 和 FR2。當(dāng)前的 NR 標(biāo)準(zhǔn)提供的頻率支持范圍從 600 MHz 左右一直到 50 GHz 以上。此外,研發(fā)方面也正在努力,使頻率達(dá)到 100 GHz 及更高,甚至可以實(shí)現(xiàn)更高的速度。從電子設(shè)計的角度來看,這是波譜中非常大的一部分,其中 5G 頻率范圍的上下限之間存在著極其不同的信號特征。這一事實(shí)將迫使工程師們在設(shè)計過程的早期就要考慮產(chǎn)品將支持哪些頻率,因?yàn)檫@個決定將會對后期開發(fā)階段中的許多方面產(chǎn)生影響,我們在本白皮書中很快就會了解到這一點(diǎn)。
第一頻帶,也稱為 FR1,可以進(jìn)一步劃分成低波段(600 到 700 MHz)和中波段(2.5 到 3.7 GHz)。在電磁波譜中,F(xiàn)R1 頻帶已經(jīng)是非常擁擠的部分了。3G/4G 蜂窩式移動電話臺并不是在 6 GHz 以下的波譜中工作的僅有設(shè)備。這些頻率里也充斥著 Wi-Fi、全球定位系統(tǒng) (GPS)、藍(lán)牙和 Zigbee 的通信信號。微波爐之類其他的非通信設(shè)備也在這一頻率范圍內(nèi)運(yùn)行,會產(chǎn)生極大的電磁噪聲。6 GHz 以下充斥著大量的電磁活動,再加上對更高數(shù)據(jù)速率的需求,就促成了轉(zhuǎn)向更高電磁波譜頻率的必要性。
第二頻帶,即 FR2,含有范圍從 24 到 39 GHz 的毫米波長 (mmWave) 頻率。簡而言之,mmWave 頻率的優(yōu)勢在于頻率越高,數(shù)據(jù)速率就越快。低波段頻率可提供類似于 4G 的、25 到 200 Mbps 的下載速度,而 FR2 頻帶則可能提供 20 Gbps 的下行鏈路。從物理的角度說,毫米波的波長大約為 1 厘米到 1 毫米,與之相關(guān)的頻率范圍約在 30 GHz 到 300 GHz。
速度的提升必然要伴隨著一定的代價。首先,這些頻率的傳播在視線 (LOS) 上要受到很大的限制。在一定的距離上,頻率越高,衰減的也就越快,因此并不會傳播的足夠遠(yuǎn)(稱為路徑損耗),并且穿透建筑物和茂密植被也要困難得多。為了對這類損耗做出補(bǔ)償,需要部署更多的蜂窩基站,在城市環(huán)境中尤其是這樣。目前存在著形形色色的蜂窩配置來應(yīng)對現(xiàn)實(shí)情況下的毫米波頻率。范圍從可在數(shù)十米距離上操作約十幾臺設(shè)備的毫微微蜂窩,一直延伸到在數(shù)百米內(nèi)操作幾百臺設(shè)備的城市站。
設(shè)計和工程上的考慮事項
5G 是無線通信性能上的一次巨大改進(jìn)。這種性能的提升的確是以更高的復(fù)雜程度以及工程設(shè)計上獨(dú)一無二的挑戰(zhàn)為代價的。有關(guān)的挑戰(zhàn)還特別包括了以下方面:
1 信號傳輸
2 電源管理和熱管理
3 天線模塊的布局和尺寸
4 高頻設(shè)備內(nèi)信號
首先,移動設(shè)備和基站之間將需要密切的協(xié)調(diào)。5G NR 在很大程度上依靠多輸入多輸出 (MIMO) 相控陣天線架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)波束賦形、波束指向和波束跟蹤功能。這樣最終可以大規(guī)模的在各個端點(diǎn)之間達(dá)到最大的數(shù)據(jù)速率。然而,大型 MIMO 架構(gòu)需要密集的天線配置,這就對電子組件的性能構(gòu)成了挑戰(zhàn)。
在更高的頻率下,天線單元之間保持的物理距離極小。此外,更多的 5G 組件和更高的頻率也意味著需要為通信子系統(tǒng)分配更多的功率預(yù)算。在這樣的環(huán)境下提供毫米波的射頻功率并耗散掉相應(yīng)產(chǎn)生的熱量會極具挑戰(zhàn)性,需要在系統(tǒng)設(shè)計和材料的選擇上有所創(chuàng)新。比如說,轉(zhuǎn)為使用基于第四代氮化鎵 (GaN) 的場效晶體管,功率密度更高,從而實(shí)現(xiàn)龐大的 MIMO 架構(gòu)所需的、尺寸更小的封裝。其他可以顯著影響到移動設(shè)備中 5G NR 性能的關(guān)鍵性組件包括天線和連接器。在 5G 運(yùn)行環(huán)境的背景下,它們都面臨著各自獨(dú)一無二的挑戰(zhàn)及考慮因素。
更加天線,更少空間
從技術(shù)的角度來看,5G 代表了一次革命性的升級,但是部署過程將呈現(xiàn)出極大的多樣性,這是因?yàn)檫\(yùn)營商會采用不同的波譜來構(gòu)建自身的網(wǎng)絡(luò),這樣就會使傳輸距離、延遲與數(shù)據(jù)攜帶能力上存在巨大的差異。盡管要花好幾年的時間才能實(shí)現(xiàn)無處不在的 5G 覆蓋,許多種不同版本的 5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將會加快步調(diào)。如此一來,由于前面談到過的衰減性能,世界上的鄉(xiāng)村地區(qū)也許永遠(yuǎn)不會享受到毫米波支持的數(shù)據(jù)速率所帶來的好處,數(shù)據(jù)速率很可能只會獲得 6 GHz 以下頻率提供的支持,因而他們的 5G 網(wǎng)絡(luò)也將會具有與 4G LTE 類似的下載能力(速度和延遲)。
此外,從 4G 到 5G 的過渡期間發(fā)布的移動設(shè)備幾乎必定要整合多個天線,以便處理除了 5G 以外的 3G 和 4G LTE 波形。另外,在可以預(yù)見的未來,低功耗藍(lán)牙、IEEE 802.11 Wi-Fi 和 GPS 將繼續(xù)在 6 GHz 以下的頻帶下運(yùn)行。這就是說,在設(shè)計時選擇毫米波和 6 GHz 以下頻率的天線,并不一定是一個非此即彼的過程。因此,對于移動設(shè)備的 OEM 來說,決定是否要添加適合毫米波頻率的天線,在產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計階段和工程階段將產(chǎn)生一定的影響。如果選擇不將毫米波天線包含在內(nèi),那當(dāng)然會存在業(yè)績上的隱憂,因?yàn)榭赡軙绊懙疆a(chǎn)品的銷售,或者,起碼會造成消費(fèi)者的混淆。
5G 中 ,6 GHz 以下的頻帶更加接近當(dāng)前的 4G LTE 頻率。在這類相對較低的頻率下,天線的布局只不過是性能方程上的一個組成部分。在確定設(shè)備無線通信的整體共振性能的過程中,天線和移動設(shè)備的內(nèi)部配置之間存在著密切的關(guān)聯(lián)??紤]到用戶對于超薄移動設(shè)備的偏愛,天線工程師在調(diào)整天線的設(shè)計時,必須考慮到物理設(shè)計、材料選擇與內(nèi)部的組件配置。
或者,在毫米波的頻率下,天線和手機(jī)機(jī)體之間的交互并不太值得擔(dān)憂。相反,挑戰(zhàn)卻在天線的覆蓋層上面,無論覆蓋層材料是金屬、玻璃、甚至是塑料,在電氣上都并不輕薄,甚至還會對下方天線的輻射性能產(chǎn)生明顯的不利影響。此外,天線相對于設(shè)備用戶手部的布局,也會對毫米波的發(fā)射和接收產(chǎn)生影響。將定制的天線設(shè)計和獨(dú)一無二的天線布局與基于插槽的設(shè)計或頻率選擇表面 (FSS) 的設(shè)計原則結(jié)合到一起后,可以對移動設(shè)備天線的輻射圖進(jìn)行優(yōu)化。此外,孔徑調(diào)諧和阻抗調(diào)諧之類的天線調(diào)諧技術(shù)可以在更廣的帶寬上改善增益并延長電池壽命,因?yàn)榻?jīng)過調(diào)諧的天線消耗的電流要少于未經(jīng)調(diào)諧的天線,便可以提供相同程度的發(fā)射 功率 。
建立連接:連接器對傳輸路徑的影響
除了應(yīng)對空中接口和相關(guān)天線的挑戰(zhàn),極高頻率的 5G 信號還會為單晶微波積體電路 (MMIC)、芯片到封裝的互連、電路板跡線、電纜組件及連接器帶來進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。千兆赫頻率下信號的傳播,使得電纜和跡線的行為有別于簡單的電線,而是與傳輸線類似。在整個傳輸線的長度上,電流和電壓的幅度和相位都會發(fā)生變化。如果在設(shè)計期間不正確處理的話,那么傳輸線會產(chǎn)生難以排除的錯誤。如果跡線長度超過信號波長的四分之一,則在設(shè)計過程中必須考慮傳輸線效應(yīng)。另外,天線效應(yīng)在這類的長度上會產(chǎn)生一定的影響,比如說電磁干擾和串?dāng)_,也必須由設(shè)計人員妥善處理。
為了實(shí)現(xiàn)有效而又具有極高效率的毫米波系統(tǒng),連接器也會帶來挑戰(zhàn)。組件的設(shè)計人員必須應(yīng)付對連接器的幾何形狀、尺寸及材料的選擇構(gòu)成了約束的各種要求,與此同時仍要與整條傳輸線上的特性阻抗相匹配。為了減少信號反射并實(shí)現(xiàn)最大的功率輸送,阻抗匹配具有至關(guān)重要的作用。這樣反過來又會使天線輻射的能量達(dá)到最大,盡可能為接收器生成最強(qiáng)的無線信號。與之前幾代相比,5G 連接器必須能夠應(yīng)對高得多的功率(特定情形下可能出現(xiàn) 15 安以上的瞬時電流消耗)。下一代連接器的其他設(shè)計依據(jù)包括:
1 縮短射頻端子
2 提高屏蔽效果
3 獨(dú)一無二的屏蔽層布置
在 5G 連接器更為嚴(yán)格的電氣特性與機(jī)械性能、成本與制造的復(fù)雜程度之間,必須達(dá)到一種新的平衡。
● 高速連接器:在消費(fèi)級產(chǎn)品內(nèi)部,按照 5G 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速度在一系列組件之間推送數(shù)以百萬比特計的數(shù)據(jù),會構(gòu)成重大的挑戰(zhàn),即使在 3G甚至 4G 設(shè)備設(shè)計方面富有經(jīng)驗(yàn)的廠商也會遇到挑戰(zhàn)。連接器必須經(jīng)過精心的設(shè)計和制造,以使傳輸線上的阻抗變化減少到最低程度。否則,信號可能發(fā)生反射,造成性能降級。外部信號還會構(gòu)成威脅。因此,連接器必須為系統(tǒng)提供充分的保護(hù),防止電磁干擾 (EMI) 和電容器傳感器產(chǎn)生外部信號,這一情況在更高的速度下會形成更大的挑戰(zhàn)。
● 微型連接器:5G 連接器必須容納于現(xiàn)代移動設(shè)備提供的狹小空間當(dāng)中。堆疊式連接器允許在填充緊密的柔性和剛性電路板上使用。盡管存在著嚴(yán)格的物理約束,5G 的電子組件仍然必須符合對電壓駐波比 (VSWR) 和插入損耗 (IL) 之類散射參數(shù)的嚴(yán)格要求。精心設(shè)計的連接器應(yīng)使信號的反射、降級與失真降至最低程度,與此同時還要減小自身的物理體積。連接器和相關(guān)的線束還必須配備充分的屏蔽措施,從而有效的降低 EMI;在毫米波的頻率下,這一點(diǎn)甚至更加關(guān)鍵。
明日的 5G 組件,今天的情況
5G 應(yīng)用中使用的組件,必須符合在移動設(shè)備中使用的嚴(yán)格電氣要求與機(jī)械要求。5G 組件必須整合到(至少從一開始)還會包含原有 3G/4G 以及 Wi-Fi 硬件的設(shè)備當(dāng)中。對于消費(fèi)類移動設(shè)備來說,這將是第一次使用毫米波頻率。5G 組件選用過程中的其他考慮事項包括:
1 低延遲、低噪聲:5G 會提供可觀的速度,但這是以更高的設(shè)計復(fù)雜程度為代價的。組件必須經(jīng)過認(rèn)真細(xì)致的設(shè)計,確保對信號完整性以及系統(tǒng)的整體性能只會產(chǎn)生極小的影響,或者根本不會產(chǎn)生影響。
2 高密度:組件必須具有小巧的體積與極高的能效,從而實(shí)現(xiàn)所需的密度,滿足對 5G NR 的性能規(guī)范的要求,比如說龐大的 MIMO 天線架構(gòu)的要求。
3 成本效益:5G 組件提出了嚴(yán)格的要求,但是也被期待著可以嵌入到一切產(chǎn)品當(dāng)中。那就意味著組件的成本必須保持在相對較低的水平,同時還要提供與當(dāng)前的 4G 技術(shù)相比更高的性能。
4 可制造性:5G 組件和系統(tǒng)的設(shè)計可能會極其復(fù)雜,但物理組件的制造工藝不得過于繁復(fù)。5G 的制造工具和制造技術(shù)必須在低成本的條件下實(shí)現(xiàn)良好的產(chǎn)出,同時還要滿足物理和電氣的性能特性上的嚴(yán)格要求。
5 穩(wěn)健性:5G 組件將會無處不在。因此,由于會存在形形色色的環(huán)境條件以及各不相同的用例,組件必須能夠耐受嵌入到移動設(shè)備后出現(xiàn)的粗暴操作。
莫仕的優(yōu)勢
在電信和數(shù)據(jù)通信行業(yè)數(shù)十年來從事創(chuàng)新以及所積累豐富經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上,莫仕開發(fā)了顛覆性的技術(shù),并且引領(lǐng)連接標(biāo)準(zhǔn)的制定,從而推動行業(yè)向前邁進(jìn)。我們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,可以與那些期待著將 5G移動設(shè)備引入市場的參與者協(xié)作,并且 分享我們的專家經(jīng)驗(yàn) 。
莫仕在 5G 的研究與開發(fā)上全力投入,采用了更加新穎、頻率更高的測試室。我們在產(chǎn)品設(shè)計與系統(tǒng)制造上的專家經(jīng)驗(yàn)可以使設(shè)計人員創(chuàng)造出適合批量生產(chǎn)的 5G 產(chǎn)品。莫仕的毫米波連接器極具成本效益,生產(chǎn)時可實(shí)現(xiàn)極大的批量。
對于電信和數(shù)據(jù)通信業(yè)的 OEM 來說,莫仕是一家領(lǐng)先的供應(yīng)商,從開發(fā)和生產(chǎn)到全壽命的系統(tǒng)支持,在高速連接和信號完整性管理以及射頻技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展出了豐富的專家經(jīng)驗(yàn)。在將射頻天線、微型連接器和信號完整性設(shè)計上的豐富知識精心結(jié)合到一起后,莫仕能夠創(chuàng)造出各種創(chuàng)新性的解決方案,為行業(yè)領(lǐng)先的 5G 毫米波技術(shù)企業(yè)提供大力支持。
在進(jìn)入 5G 移動設(shè)備市場的這場競賽中,與莫仕的協(xié)作可以助我們的 OEM 客戶以一臂之力。除了廣泛的產(chǎn)品線以及專業(yè)的員工以外,我們提供的能力與服務(wù)不可能在企業(yè)內(nèi)部復(fù)制下來,即便有可能,那也是極其昂貴與困難的。我們一些突出的能力包括:
1 高速微型連接器設(shè)計上的專家經(jīng)驗(yàn):移動設(shè)備必須符合審美上的嚴(yán)格要求,比如說最小的產(chǎn)品物理尺寸(例如,厚度、重量)。將越來越多的功能塞入到移動設(shè)備之中,同時在極高的速度下運(yùn)行,這就意味著組件必須同時在機(jī)械上和在電氣上采取令人難以置信的精心設(shè)計。它們在物理上還必須足夠的穩(wěn)健,從而耐受移動設(shè)備每天都會遇到的粗暴操作。莫仕提供一系列形形色色的連接器,包括鏡像夾層連接器、2.2-5 GHz 射頻連接器系統(tǒng)及 QSFP 連接器,可提高設(shè)計上的靈活性并確保極高的操作效率。
2 天線設(shè)計上的專家經(jīng)驗(yàn):5G 設(shè)備需要獨(dú)一無二的天線設(shè)計作業(yè)與材料,在更高一些的頻率下尤為如此。莫仕內(nèi)部的設(shè)計專業(yè)人員可以針對客戶的具體應(yīng)用來協(xié)助設(shè)計 5G 天線。莫仕的多種天線產(chǎn)品都已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,可隨時用于 6 GHz 以下的 5G 應(yīng)用,包括編號為 5209142、146234、207901、208485 和 213523 的這些型號。
3 6 GHz 以下天線和毫米波天線的 5G 電波暗室:對 5G 功能的產(chǎn)品進(jìn)行測試以確保滿足規(guī)范的要求,需要的設(shè)施與設(shè)備現(xiàn)在尚未普及開來。這一情況對于毫米波硬件來說尤其嚴(yán)重。莫仕的測試設(shè)施能夠測試低波段、中波段和毫米波的 5G 頻帶。在產(chǎn)品開發(fā)過程中與莫仕合作,可以給予 OEM 以充分的信心,在產(chǎn)品發(fā)布前即可使產(chǎn)品和相應(yīng)的組件接受徹底的測試。這樣可以顯著降低產(chǎn)品上市發(fā)生延誤的風(fēng)險。
4 高級仿真軟件:莫仕將穩(wěn)健的電磁結(jié)構(gòu)解算器軟件整合到了設(shè)計流程當(dāng)中,其中包括了 Ansys 的高頻結(jié)構(gòu)模擬器 (HFSS) 和Computer Simulation Technology公司 (CST) 旗下的Studio套裝。HFSS 基于有限元的方法,而 CST 提供的則是可在時域和頻域下工作的多種解算器。
5 高級 MID 技術(shù):莫仕在成型互連設(shè)備/激光直接成型 (MID/LDS) 技術(shù)方面大力投入,從而在三維上可以緊密的集成各種復(fù)雜的電氣結(jié)構(gòu)與機(jī)械結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)上二維的制造工藝來說,MID/LDS 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)尺寸更小的 5G 組件,前者的兩個設(shè)計域幾乎沒有整合起來。
6 5G 制造能力:我們可以協(xié)助 OEM,在 5G 的電氣和射頻要求與機(jī)械和易制性的要求之間實(shí)現(xiàn)良好的平衡。我們擁有世界一流的制造能力,可以為 OEM 快速實(shí)現(xiàn)定制的設(shè)計。
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(注:本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2020年10月期)
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