ADMV4801 24至29.5 GHz TX/RX波束形成器技术手册

概述
ADMV4801 是一款硅锗 （SiGe），频率为 24 GHz 至 29.5 GHz，毫米波，5G 波束成形器。该 RF IC 高度集成，包含 16 个独立的发射和接收通道。在传输模式下，RFC 输入信号使用 1：16 功率分配器进行分离，并通过 16 个独立的传输通道。在接收模式下，输入信号通过 16 个独立通道，并与 16：1 合路器组合到 RFC 引脚。在发射模式下，每个通道包括一个用于控制相位的矢量调制器 （VM） 和两个用于控制幅度的数字可变增益放大器 （DVGA）。在接收模式下，每个通道包括一个用于控制相位的 VM 和一个用于控制幅度的 DVGA。VM 在发射或接收模式下提供完整的 360° 相位调整范围，为 5.625° 相位步长提供 6 位分辨率。传输模式下的 DVGA 总动态范围调整范围为 34 dB，提供 6 位分辨率，产生 0.5 dB 的幅度步长，提供 5 位分辨率，产生 1 dB 的幅度步长。在接收模型中，总动态范围为 17 dB，提供 6 位分辨率，从而产生 0.5 dB 的幅度步长。DVGA 在整个增益范围内提供平坦的相位响应。发射通道包含单独的功率检测器，能够检测和校准每个通道增益以及通道间增益不匹配。ADMV4801 RF 端口可以直接连接到贴片天线，以创建双极化毫米波 5G 子阵列。
数据表：*附件：ADMV4801 24至29.5 GHz TX RX波束形成器技术手册.pdf

ADMV4801的编程可以使用 3 线或 4 线串行端口接口 （SPI） 完成。集成的片上低压差稳压器 （LDO） 为 SPI 电路生成 1.8 V 电源，以减少所需电源域的数量。提供各种 SPI 模式，可在正常工作期间实现快速启动和控制。每个通道的幅度和相位可以单独设置，也可以使用片上存储器同时对多个通道进行编程以进行波束成形。片上存储器可存储多达 256 个光束位置，可分配用于发射或接收模式。专用 load pin 提供同一阵列中所有器件的同步。提供发送和接收模式控制引脚，用于在发送和接收模式之间快速切换。

ADMV4801采用紧凑的散热增强型 10 mm × 10 mm 封装，符合 RoHS 标准基板栅格阵列 （LGA）。ADMV4801 可在 −40°C 至 +95°C 外壳温度范围内工作。这种 LGA 封装能够从封装的顶部对 ADMV4801 进行散热，以实现最高效的散热，并允许将天线灵活地放置在印刷电路板 （PCB） 的另一侧。

在数据资料的整个数字中，Tx 表示发射（或发射器），Rx 表示接收（或接收器）。

应用

• 5G 应用
• 宽带通信
• 测试和测量
• 航空航天和国防

特性

• RF 频率范围：24 GHz 至 29.5 GHz，将 n257、n258 和 n261 频段集成在一个空间内
• 16 个可选的 TX 通道
• 16 个可选的 RX 通道
• 匹配的 50Ω 单端 RF 输入和输出
• 通过高分辨率矢量调制器实现相位控制
• 通过高分辨率 DGA 实现幅度控制
• 温度补偿
• 通过存储器存储 TX 和 RX 波束位置
• 工作温度高达 95°C
• 符合 3GPP 规范

功能框图

引脚配置描述

应用信息

为ADMV4801供电

ADMV4801 采用单一电源域，电压为3.3V。在ADMV4801内部集成了片上稳压器，可为芯片内所有电路生成所需的1.8V电源。所有电源引脚均属于同一电源域，可连接至单个电源电压，以实现集中式去耦。在ADMV4801电源引脚附近集成了去耦电容，具体如ADMV4801 - EVALZ所示。

散热片选择

顶部和底部散热片均可安装在该器件上，以实现有效的散热。

底部散热片要求在器件下方的电路板底层有大面积的裸露铜箔区域。

对于顶部散热片，其尺寸必须与器件匹配。尺寸过小的散热片可能导致散热效率低下。需使用导热界面材料（TIM）将顶部散热片连接至器件。TIM可填充器件与散热片之间的间隙，改善两者之间的热接触，从而提升器件和散热片的性能。建议使用厚度为0.5mm的TIM，以实现最佳的热传递和器件性能。

将散热片安装到器件上时，最大施加力需符合《绝对最大额定值》规定。为防止电路板弯曲，器件下方的电路板必须得到充分支撑。施加的力必须垂直于器件顶部，以确保压力均匀分布。

不同功率模式下的性能

发射模式的标称、中等和低功率模式数据

图82至图86展示了使用“不同功率模式的偏置控制”部分所讨论的偏置条件时，各参数的性能表现。

• 图82. 不同功率模式下，单发射通道增益与频率的关系（最大增益）
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• 图83. 不同功率模式下，单发射通道输出功率（dB）与频率的关系（最大增益）
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• 图84. 不同功率模式下，单发射通道三阶交调截点（OIP3）与频率的关系（最大增益）
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• 图85. 不同功率模式下，单发射通道噪声系数与频率的关系
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• 图86. 16通道发射机功耗与每通道输出功率的关系（最大增益）

接收模式的标称、中等和低功率模式数据

• 图87. 不同温度下，单接收通道增益与频率的关系（最大增益）