5G与超越：天线-IC接口在毫米波阵列中的应用

"IMS2019 _WSC_1_Antenna-IC Interfaces for 5G" 本文主要探讨了5G及未来超越5G应用中，天线与集成电路（Antenna-IC）接口的设计与实现。在5G通信系统中，毫米波（mm-Wave）技术因其广阔的频谱资源成为关键组成部分，而天线与IC之间的高效接口设计是实现这一技术规模化应用的核心挑战。 Yao Liu和Arun Natarajan在论文中提到了“硅阵列”的概念，这是过去15年来研究的重要成果。这种硅阵列可以实现复杂的主/从IC设计，包括阵列波束形成、频率转换和本地振荡器（LO）生成。这种设计允许通过电磁（EM）接口和毫米波IC的协同设计，探索新型的阵列方法，从而在毫米波频段实现波长尺度的集成电路。 他们提出了一种“单元单元”（Unit-Cell）的方法来构建数组，这种方法可以简化和标准化天线阵列的设计。同时，对于未来的5G通信和雷达系统，双极化收发器（Dual-Polarization Transceivers）是必不可少的，因为它们能够支持双向通信并提供更全面的信号覆盖。 文章还讨论了可扩展的射频/毫米波多输入多输出（MIMO）阵列，展示了几个实例，如64元素的94GHz阵列、288元素的94GHz阵列和144元素的60GHz阵列。这些阵列展示了在不同应用场景下的规模可扩展性。 然而，实现这样的可扩展性面临着诸多挑战。首先是天线与IC的共封装，需要满足l/2xl/2填充因子的要求，这涉及到如何在有限的空间内优化天线布局和集成电路集成。其次，调制下发射机阵列的效率问题，需要设计低损耗的封装来确保能量的有效传输。最后，本地振荡器和中频（IF）接口的复杂性也是需要克服的关键难题，因为它们会增加系统的总体复杂度。 "IMS2019 _WSC_1_Antenna-IC Interfaces for 5G"探讨了5G毫米波通信中天线与集成电路接口设计的最新进展和挑战，涵盖了从基本单元设计到系统级实现的多个层面，对推动5G和未来无线通信技术的发展具有重要意义。