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5G对产品设计有什么影响?


从技术角度来看,从4G5G的飞跃是巨大的5G的成功将由过时的技术产生的电子垃圾的数量来衡量。但是,对于性能不佳启动的设备或那些难以通过严格的网络批准流程的设备,又有什么担忧呢?那些最终也可以作为电子垃圾吗?

5G引入了一套全新的无线设计和天线集成问题,这是以前所没有的。高频毫米波,多输入多输出硬件,更宽的带宽和更高的数据吞吐量的引入为产品设计人员带来了独特的考虑。

简而言之,为5G创建的设备将需要更大,更省电,并且必须优先考虑RF性能。产品工程师如何确保是这种情况?本文应该为您提供一些有关这些注意事项的想法。

更高的组件密度(和设计复杂性)

几乎不用说,但是5G设备将比4G设备复杂得多。甚至在整合5G的产品出现突破时,也可能会导致比某些工程师习惯的更长的设计过程。

设备将需要更多天线,更多组件和更多电路来支持5G。这些天线中的每一个都会产生新的设计要求,以允许接地平面空间,遵循必需的保持准则并确保考虑辐射方向图。

随着支持5G的技术开始成熟,我们可能会看到此设计过程得以简化,但是从早期阶段开始,不可避免地会出现复杂性。

应对充满挑战的运营环境

在最小的空间中封装越来越多的电源,组件和复杂的电子设备可能会导致散热灾难。如果您看一下智能手机,大多数手机只有几毫米厚,同时还装有电池,相机,按钮和无数其他功能。特别是对于大型设计团队而言,协作的重要性从未如此重要,尤其是在热效应,产品材料和组件放置都将潜在地影响设备的RF性能的情况下。

功耗与优化

用于5G的现成芯片组有可能比任何上一代技术更快地消耗设备的电池。有几种天线效率度量,网络运营商会在性能方面进行关注。这包括效率,总辐射功率和辐射杂散发射的量度。

如果没有优化的天线,将会浪费功率,从而进一步缩短电池寿命。这意味着发送和接收数据可能需要更长的时间,因为可能会丢失更多的数据包,因此,为什么蜂窝运营商会设置性能基准-因为许多低效的设备会限制网络容量。

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性能设计技术

5G要求前几代无线产品的组件发生剧变。例如,专为5G设计的组件在电气上看起来与专为3G4G设计的组件完全不同。有几种新技术已在技术行业中广泛传播。

波束成形就是这样一种技术。为了最大化设备接收的信号,具有一组天线的设备可以控制波前的方向。可以以模拟模式或通过使用数字技术的混合方法来实现此技术。

5G天线

这些因素中的每一个都使得嵌入式天线的创建和设计更加困难。天线设计人员的艰巨任务是在结合所有这些先进技术的同时,将这些独特需求与适合广泛应用的解决方案进行平衡。

5G的天线设计过程看起来与任何其他技术都大不相同。在遵循相同的方法论的同时,复杂的5G使得天线设计的改进变得更加重要。5G天线可能会进行物理更改以包含馈线,缝隙和弯曲,这些馈线,缝隙和弯曲会改变天线的感应/电容效应。经验丰富的工程师能够以最小的芯片尺寸提供最佳性能的方式操纵这些因素。


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