Кроме линейности там ещё много проблем, например фазировка сигналов на выходах модулей. Активные элементы, в отличие от пассивных, не обладают ни долговременной, ни кратковременной фазовой стабильностью, поэтому приходится принимать определенные меры и всё это выливается в аппаратные затраты и более высокую стоимость. То же самое и с питанием. Приходится тащить многоамперные токи на антенные модули. Потери в длинных проводах по постоянному току также не способствуют рекламируемому вами энергосбережению.
Может оно и конечно замечательно, и для МИМО полезно в перспективе. Хотя в перспективе, а судя и по нынешнему состоянию дел в Азии уже сегодня, все усилия производителей сосредоточены на сетях мобильной связи с расширенной полосой частот - 600...2500МГц. Реализовать базовую станцию с антенной системой для такой полосы частот в классическом исполнении достаточно несложно, а вот с АФАР тут честно говоря перспективы никакой не просматривается.

Ну зачем же тащить многоамперные постоянные токи, все это можно и по переменному току. Да и не такие уж многоамперные токи, если КПД усилителей планируется не менее 40%, а общая мощность АФАРов на одной мачте порядка 3х2х20 Вт в режиме передачи WCDMA сигнала. К тому же, планируется также ее менять в зависимости от времени суток. Я же не зря упоминал про сотовые телефоны, поскольку функционально они будут похожими, плюс сейчас уже отработаны цифровые методы линеаризации как в виде предыскажений, так и по цепи обратной связи, и в температуре. Большой точности не надо при ограниченном сканировании, где-то порядка 10 градусов между модулями. Общий трансивер может быть реализован в едином СМОS технологическом процессе с одним гетеродином, так что особой синхронизации не потребуется. Тут ведь дело такое, надо предвидеть развитие ситуации, а не просматривать ситуациию по состоянию на сегодняшний день. Каких-то неразрешимых проблем, вообще-то говоря, пока не видно. Ну и потом, разве Азия законодатель мод в этом деле? Кстати, Vodafonе серьезно интересуется этим делом. И почему, собственно говоря, с АФАРами нельзя обеспечить расширенный диапазон частот?

Сообщение отредактировал grandrei - Jun 5 2009, 20:19

А какой тогда смысл в применении АФАР, при таком малом угле сканирования? Зачем они вообще тогда нужны? При таком малом разносе по фазе невозможно создать ни адаптивную ДН, ни многолучевое покрытие.


Да по тем же самым причинам, что и с обычными ФАР. Законы физики там тесно связаны с законами геометрии.
Размеры излучающих элементов решётки определяются длиной волны нижнего края диапазона, а расстояние между элементами - длиной волны верхнего. Чтобы обеспечить оптимальную диаграмму на верхних частотах, приходится сближать излучающие элементы на расстояние не более 1/2 лямбда-верхн., но при этом катастрофически падает развязка между элементами в середине и в низу диапазона, там разваливаетя диаграмма и падает КСВН, плюс поляризационные искажения.

Так каждая антенна действует в своем секторе, их ведь три на мачту, то есть в пределах 120 градусов по горизонтали. И по вертикали сканирование только относительно наземных абонентов в пределах соты. К тому же, количество антенных модулей может быть увеличено, в зависимости от уровня сетей MIMO, которые отнюдь не абстрактная выдумка, а будущая реальность.


Никто не собирается опровергать законы физики, они для того и нужны, чтобы их использовать. И никто не утверждает, что все будет делаться на основе имеющихся систем. Антенная система может быть многоэлементная, рассчитанная на расширенный диапазон частот, где разные элементы отвечают за разные диапазоны частот. Впрочем, я не специалист по антеннам, но насколько мне известно, проработка таких систем действительно имеет место. Когда-то и кпд усилителей базовых станций было небольшим (порядка 10%), чтобы обеспечить линейность, но с уже имеющимися технологиями линеаризации и линейность может быть обеспечена, и кпд вырасти до 40% и более. Сомнение, конечно, это движитель прогресса, но при этом надо что-то делать, чтобы понять в какую сторону этот прогресс можно обеспечить с учетом имеющихся и появляющихся новых технологий и возможностей. К тому же перекрывать надо не весь частотный диапазон, а только конкретные участки, в дополнение к имеющимся 800/900 и 1800/1900/2100 МГц.

Сообщение отредактировал grandrei - Jun 7 2009, 12:36

кпд до 40%, с хорошей линейностью, конечно уже почти реальность для усилителей мощности в сотовой связи, но это только в узкой полосе - порядка несколько десятков МГц. Чтобы перекрыть весь расширенный диапазон похоже потребуется также несколько десятков усилителей и неменьшее количество панелей антенн, плюс куча дуплексеров, целый лес делителей и сумматоров и пр. Всё-таки без широкополосных(хотя-бы 50% от цетральной частоты) усилителей не обойтись. Тут конечно идея с АФАР на маломощных передающих модулях на нитриде галлия очень неплохо смотрится, основная проблема только - оптимально согласовать выходной транзистор, чтобы получить высокий кпд в широкой полосе частот.
Кстати! Без циркулятора на антенном входе приемопередающего модуля всё-таки не обойтись, плюс дорогие пока новомодные транзисторы, так-что дешевая АФАР никак не получится, по крайней мере в ближайшее время.

Вы совершенно правы, что возможно несколько усилителей и дуплексеров, чтобы перекрыть широкий диапазон, и похоже, что это единственный путь. Самое интересное, что именно так сейчас и подходят к проектированию мультистандартных сотовых телефонов, сам к этому руку приложил. И главная причина - это дуплексеры, которые трудно развязать, особенно на верхнем диапазоне, поскольку у тех же переключателей на p-i-n диодах развязка обычно хуже 15 дБ, что не дает возможности удовлетворить требования по шумам в полосе приемника. Плюс разные выходные мощности для GSM и WCDMA. А насчет широкополосного согласования, то это не такая уж и проблема, например, использования широкополосного класса Е по методу реактансной компенсации, что позволяет получать высокий КПД вплоть до октавы, по крайней мере на более низком диапазоне точно. А с GaN HEMT, пожалуй, и в высоком, как имеющем малую выходную емкость, пока правда еще руки не дошли. В активных антенных решетках вроде бы нет особой необходимости в циркуляторах, дуплексеры исправно делают эту работу (или разные антенны), все же не сантиметровый и миллиметровый диапазоны. Кстати, в миллиметровом автомобильном радаре используется кольцевой делитель при одной антенне для развязки каналов приемника и передатчика, но там требования, правда, не столь серьезны. Что касается цены, то вы опять правы, но не забывайте, что это новое качество, а оно всегда дороже, особенно поначалу. Другое дело, как клиенты это воспринимают, например, еще в конце 90-х были большие ожидания немедленного внедрения сетей WCDMA, но не тут-то было, и это был большой удар по телекоммуникационной индустрии в начале нового века, и тогда прошли серьезные сокращения.

Сообщение отредактировал grandrei - Jun 8 2009, 22:15