随着5G技术在全世界的普及，无线通信的频谱逐渐转移到1-100 GHz之间。为了跟上网络中的数据流量，接收天线的架构也要做出相应的调整。近日，5G方面的研究又出现重大突破。研究人员开发了一种基于谐波选择技术的接收机，从而大大提高了接收天线的工作带宽。
随着无线通信网络的发展，5G电磁波的频段范围正在逐渐扩大。众所周知，频带一直是无线通信中的稀缺资源，更宽的频带可以为用户带来更高的网络容量和更快的数据传输速度。因此，为了实现5G全球通信，适用于宽频带的接收芯片就显得尤其重要。
如今的时代，通信设备越来越多，数据传输速度越来越快。为了应对这种趋势，工程师们提出了5G毫米波技术，在毫米波对应的频段进行通信。在过去的研究中，想要进行毫米波通信，最常用的就是相位天线架构。这种架构在多频段通信时，需要很多模块。这大大增加了芯片的体积和复杂度。此外，在不同的模块之间操作，会改变接收天线所在的电磁场，造成不同频段之间的相互干扰。
近日，在研究人员的努力下，一种新的谐波选择技术横空出世。和传统的方法相比，新的接收芯片耗电更低。更重要的是，新的芯片可以覆盖5G现有的所有频段，甚至包括目前尚未被使用的60GHz频段。在5G通信的带宽日益增长的条件下，新的芯片架构无疑让大家看到了曙光。
在5G通信的研究上，研究团队三管齐下。首先，研究人员把谐波选择技术用在了三向振子上，这样的作法大大降低了接受所有频段所需要的振子个数，这让振子可以在不同频段之间切换，更加灵活。其次是双模多频低噪放大器的使用。这样的放大器不仅提高了频带效率，削弱了不同频带间信号的相互干扰，而且在电路性能和芯片体积之间做到了平衡。最后，研究团队研发了一种新的单级混合型多相滤波器，大大改善了接收天线的性能。
在随后的实验中，研究人员发现，这种设备比其他最先进的滤波器性能更强，能耗更低。这意味着对于当前使用的频带，整个天线对于噪声的抑制性能已经超过了36dB。研究人员相信，随着新的5G频段的普及，这种低噪声宽带接收机将会极大推进通信的发展。
参考文献
Yi Zhang, Jian Pang, Zheng Li, Minzhe Tang, Yijing Liao, Ashbir Aviat Fadila, Atsushi Shirane, Kenichi Okada. A Power-Efficient CMOS Multi-Band Phased-Array Receiver Covering 24–71-GHz Utilizing Harmonic-Selection Technique With 36-dB Inter-Band Blocker Tolerance for 5G NR. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2022; 57 (12): 3617 DOI: 10.1109/JSSC.2022.3214118
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