Elektroniktidningen augusti 2020

Page 4

STARTBLOCKET

Digital antenn öppnar millimet Egentligen är det själv­ klart: om man ersätter dagens analoga lös­ ningar med digitala dito blir det billigare, energi­ snålare och enklare att forma ­antennloben. Därmed kan mobilerna dra nytta av den enorma bandbredd som finns på millimetervågsområdet. Lösningen baseras på små digitala antenn­ moduler och kommer från uppstartsföretaget BeammWave i Lund.

I

dén är från 2013. De två grundarna Per Olof Brandt med erfarenhet från bland annat Ericsson och Markus Törmänen på LTH funderade mycket kring millimetervågsteknik. Där finns det mycket spektrum men de insåg att det inte skulle vara enkelt att göra millimetervågsteknik i mobilerna, säger Stefan Svedberg som är vd på BeammWave. På den tiden var 5G fortfarande i sin linda så fokus låg ursprungligen på wifi och Wigig. – De kom på att man borde bryta sönder antennarrayen på något sätt och lägga ut

Antennloberna påverkas av hur man håller mobilen.

antennelementen var för sig i terminalerna. Gör man det får man väldigt stor flexibilitet och lösningen blir mycket mindre. År 2016 fick de första patentet godkänt och 2017 startade de BeammWave. – Vårt namn speglar väl vad vi gör, Beamforming och mmWave, säger Bengt Lindoff som är systemarkitekt. F Ö R E TAG E T H A R NYL I G E N tagit in de första pengarna och verksam­ heten håller på att skalas upp. Samtidigt byggs de första 5Gnäten på 28 GHz och 39 GHz i framförallt USA och Sydkorea. Operatören Verizon är en av förespråkarna. – Även Qualcomm pushar det här våldsamt mycket. De avstånd man kan köra över är större än man räknat med och man får bättre inomhustäckning än man trott, säger Stefan Svedberg. Det fåtal 5G-mobiler för

Den analoga lösningen – till vänster – med åtta antennarrayer upptar en stor del av mobilens yta. I den digitala till höger har de 16 antennmodulerna placerats ut på lämpliga ställen längs kanten.

4

millimetervågsområdet som hittills lanserats använder analog teknik för att forma loberna. De innehåller ett antal antenn­ arrayer som upptar en yta på 18 × 25 millimeter vardera och innehåller 2 × 4 antennelement. För att inte handen ska störa förbindelsen bör mobilerna ha mellan fyra och tolv antenner för att tillräckligt många alltid ska ha fri sikt. D E S S U TO M Ä R S I G N A L E N ­mellan antennerna och basbandet analog och ligger runt 3 GHz vilket ställer väldigt höga krav på ledningsdragningen. BeammWaves lösning är digital och baseras på en 3 × 3 mm stor antennmodul med sändare och mottagare. Kommunikationen med basbandsprocessorn sker med en datatakt på 200–400 MHz. – När man gör lobformningen digitalt kan man lägga ut varje antennelement var man vill på kretskortet, sedan är det bara signalbehandling för att kombinera signalerna, säger Bengt Lindoff. Därmed slipper man de fasvridare som används i analoga lösningar för att signalerna ska kunna kombineras på rätt sätt. Fasskiftarna tar dels plats, dels tappar man mellan 7 och 8 dB. F Ö R U TO M A N T E N N med vertikal och horisontell polarisation innehåller modulen även en radiokrets i CMOS med komplett sändar- och mottagarkedja. Det innebär AD/DA-omvandlare, filter, blandare, lågbrusförstärkare och effektförstärkare. Uteffekten är upp till 15 dBm. Till det adderas förstärkningen i det näst intill rundstrålande antennelementet som ligger mellan 3 och 5 dBi. Ju fler antennelement man har

desto stabilare blir förbindelsen men en rimlig nivå för mobiltelefoner är runt 16 stycken för att minst åtta inte ska täckas av handen. Då blir den totala utsända effekten 30 till 35 dBm vilket är i paritet med dagens mobiler som nyttjar frekvenser upp till 2,5 GHz. För att bestämma vilka av antennelementen som ska användas mäter man signalstyrkan från de pilottoner som skickas ut enligt definierade mönster. A N T E N N T E K N I K E N är dock inte allt. Går den inte att koppla till basbandet i mobilplattformarna riskerar det att bli en skrivbordsprodukt. Och dagens basband från exempelvis Qualcomm eller HiSilicon har inte tillräckligt många ingångar för att koppla in så många antennmoduler som det egentligen behövs. – Vi har en patenterad lösning som gör att det går att lösa med huvudsakligen bibehållen funktionalitet. Vi behöver bara uppdatera algoritmerna. I nästa release av basbandet kan vi få in fler ingångar och full funktionalitet. I S O M R A S TO G F Ö R E TAG E T in 6,5 miljoner kronor varav 2,8 kom från Almi Invest. I emissionen deltog även LU Holding och affärsänglar, däribland Thomas Rex med bakgrund i Ericsson, Fingerprint Cards och Acconeer. – Innan dess har vi dragit oss

Bengt Lindoff

Stefan Svedberg

ELEKTRONIKTIDNINGEN 7–8/20


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.