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作者:ADI技术主管Peter Delos,ADI应用工程师Sam Ringwood,ADI首席电气设计工程师Mike Jone

相控阵波束赋形架构大致可分为模拟波束赋形系统、数字波束赋形系统或以上两者的某种组合——采用模拟子阵列,经过数字处理后形成最终天线波束方向图。后一类(基于数字组合的子阵列)结合了模拟和数字波束赋形,通常称为混合波束赋形。

在业界对软件定义天线的探索中,人们非常希望实现全数字相控阵,以便最大限度地提高天线方向图的可编程性。在实践中,特别是随着频率提高,封装、功耗和数字处理方面的挑战迫使人们减少数字通道数。混合波束赋形缓解了实施工程师常常面对的数字通道密度需求,因此可能会在未来某个时间作为一种实用方案出现。

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1.混合波束赋形RF一般框图

图1展示了一个代表性混合波束赋形架构,显示了该架构中包含的主要子系统。大多数混合波束赋形系统都是这一概念的某种变体。从右到左观察框图,可以直观地理解该架构:空中的波前入射到天线元件,经过微波电路到达数据转换器,再进行数字处理后形成最终的数字波束数据。框图将混合波束赋形架构展示为七个子系统的组合:

● 天线元件:将空中的微波能量转换为同轴介质上的微波信号。

● 发射/接收(T/R)模块:包含接收低噪声放大器(LNA)和发射高功率放大器(HPA),以及用于在发射和接收之间进行选择的开关。

● 模拟波束赋形:将选定数量的元件组合成一个模拟子阵列。

● 微波上/下变频:如果工作频率大于数据转换器的工作范围,则使用频率转换将工作频率转换为适合数据转换器处理的中频(IF)。

● 数据转换器:将微波频率转换为数字。

● 数字上/下变频:随着高速数据转换器的普及,数据转换器的速率通常大于处理带宽所需的速率。使用数据转换器集成电路(IC)中嵌入的数字上/下变频特性,将同相/正交相位(I/Q)数据流降低到与应用的处理带宽相称的较低速率,可以节省系统功耗。

● 数字波束赋形:最后,将I/Q数据流加权合并,形成最终的数字波束数据。

微波工程师在混合波束赋形架构中面临的挑战之一是随着系统架构的演变进行性能预测。级联微波分析已被业界充分理解,相关文献非常完备。数字波束赋形测量也有文献记载,但实测与建模得到的混合波束赋形微波指标比较方面的文献还很有限,缺乏一个用于外推到更大系统设计的基准。

本文将讨论混合波束赋形系统的接收机动态范围分析,并比较一个32元件混合波束赋形测试平台的测量值和预测值。最初开发的混合波束赋形原型平台是为了在一个代表性架构中验证IC设计,并支持X波段(8GHz至12GHz)相控阵架构的快速原型设计。然而,随着表征的开始,很明显需要一种系统性预测性能指标的方法。ADI的目的是记述分析方法以及测量数据的比较,使工程师能够利用一个经表征的基准来构建类似但更大的系统。

原型硬件

ADI开发了一个32元件的混合波束赋形原型平台,如图2所示。详细信号链如图3所示。

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2.X波段(8GHz12GHz)相控阵原型设计和开发系统

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3.原型硬件详细框图

前端由32个发射/接收模块和8个模拟波束赋形IC (BFIC)组成。两个BFIC输出组合产生四个8元件子阵列。四个子阵列连接到一个4通道微波上/下变频器。该4通道微波上/下变频器再连接到一个包含四个模数转换器(ADC)和四个数模转换器(DAC)的数字转换器ICADC4 GSPS采样,而DAC12 GSPS采样。

微波频率设置为8GHz至12GHz。本振(LO)设置为具有固定IF(中心频率为4.5GHz)的高端LO。在该IF频率时,ADC在第三奈奎斯特区进行采样。

利用一个商用FPGA板进行数据采集。同时开发了一个MATLAB®计算机控制界面,以便能够在真实硬件中快速表征仿真波形。数据分析及后续处理在MATLAB中进行。

模拟子阵列级联分析

除信号合并点外,所有传统级联方程均适用于模拟子阵列的级联分析。如果信号在合并点处的幅度和相位匹配,并且噪声不相关,那么信号增益和噪声增益将不同。因此,需要一种方法来以不同方式跟踪这些项。

所用方法

图4说明了所使用的方法。图4a显示了信号增益和噪声增益分开的点。真正的合并器具有插入损耗项和理论合并项。这可以用图4b来解释。最后,如果跟踪噪声温度(如图4c所示),那么可以在每一级的输入和输出端跟踪噪声功率。

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4.一种用于模拟相干合并的级联分析方法:分别跟踪信号增益和噪声增益。跟踪器件噪声温度和折合到输入端的器件噪声功率提供了一种分别跟踪这些增益项的方法。

为了计算任意级输出端的噪声功率,须将器件折合到输入端的噪声与输入噪声线性相加,然后转换回dBm/Hz并加到器件噪声增益上。

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要根据器件噪声系数计算折合到输入端噪声,须计算噪声温度并转换为折合到输入端的噪声功率。

噪声温度(Te)可以根据器件噪声系数计算:

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其中T为环境温度(单位为K)。

根据噪声温度可以计算折合到输入端的器件噪声:

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其中k为玻尔兹曼常数。

相干合并的直观描述

信号与噪声合并的直观视图有助于理解该方法的目的。首先假设校准已执行,因此所有信号的幅度和相位都匹配,并且噪声不相关,但幅度也相等,合并器输入端的所有通道都是如此。

如果仅使能了部分元件(校准或各种测试和调试配置常常就是这种情况),那么还需要一种方法来跟踪结果。

信号和噪声输出电平可以计算如下:

信号功率 = 输入功率 + 信号增益

信号增益 = 20log(开启的通道数) - 插入损耗 - 10log(合并器输入端口数)

噪声功率 = 输入噪声功率 + 噪声增益

噪声增益 = 10log(开启的通道数) - 插入损耗 - 10log(合并器输入端口数)

注意这种方法的结果。表1总结了若干模拟合并器通道数的信号增益和噪声增益,既有每个输入都通电和校准的情况,也有仅一个输入通电和校准而其他端口端接的情况。

1.无损合并器的信号/噪声增益

合并通道数

信号增益(全开)

噪声增益(全开)

信号增益(单开)

噪声增益(单开)

2

3

0

-3

-3

4

6

0

-6

-6

8

9

0

-9

-9

级联电子表格

基于所描述的方法,创建了图5所示的级联电子表格,其中包括关于跟踪已使能元件数量的规定。图中既显示了单个元件使能的情况,也显示了所有八个元件使能的情况。

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5.级联计算

在数据转换器捕获数据后,对数字数据进行快速傅里叶变换(FFT),从而得到测量结果,因此结果中包含数据转换器规格。跟踪的最终指标是ADC指标,称为接收机输入。为了快速验证测量结果,还计算了给定输入功率的预期FFT幅度和交调产物。

实测数据

测试设备

测试设置如图2和图3所示。用于提供接收机输入、LO、ADC采样时钟和整个系统参考时钟的具体实验室设备如表2所示。系统内的数字化仪IC用于捕获以下结果中显示的样本。

2.用作后文中数据采集部分的测试设备

设备功能

品牌/型号

注释

接收机输入源

Keysight E8267D32通道模拟分路器

发射/接收模块的输入针对–50dBm的功率水平进行校准

LO

Keysight E8267D

/下变频器板的输入为5dBm

ADC时钟

Rohde & Schwarz SMA100B

AD9081接受12GHz输入频率,内部3分频后提供4GSPS ADC时钟

参考时钟

Keysight N5182B

100MHz频率

校准

对于所有测量,在数据分析之前都会进行校准。该系统由32个天线元件、8个BFIC和一个包含4个ADC的数字化仪IC组成。每个数字化仪IC的ADC信号链都包括数字下变频器形式的强化型数字信号处理(DSP)模块,其中的数字控制振荡器(NCO)能够在子阵列级别将相移应用于每个数字化通道。因此,8个天线元件形成本文所定义的单个子阵列,共享一个公共ADC和DSP信号链。系统提供的相位和幅度调整在模拟域通过BFIC实现,在数字域通过NCO和可编程有限脉冲响应(PFIR)模块实现。

最初选择通道1作为所有其他通道对齐的基线。在模拟域内,BFIC可变增益放大器(VGA)用于对齐整个阵列的幅度,而BFIC移相器(PS)用于对齐子阵列内的相位。在数字域内,使用NCO相位偏移对齐每个子阵列的相位。

校准开始于一次使能每个子阵列的一个模拟通道(例如,通道1、通道3、通道17和通道19,如图6右侧所示),因此总共四个信号同时被数字化仪IC上的四个ADC数字化。这样可以计算与每个子阵列之间的相位误差直接相关的每个子阵列通道的相对相位偏移误差。计算出所有三个通道相对于基准通道1的相位偏移误差后,应用所计算的NCO相位偏移,并基于每个通道补偿此相位误差,以使所有子阵列在相位上对齐。

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6.校准利用了模拟相位控制和数字相位控制旋钮

原始通道,并使能子阵列2、3、4中的另外三个通道。相对于子阵列1上的基线通道1同时捕获所有四个通道,可以计算这三个新通道的相位误差。一旦计算出这些相位误差,就可以使用BFIC移相器补偿此相位误差。重复该过程,直到所有通道在模拟和数字域中都相位对齐。为了对齐子阵列1中的每个通道,子阵列2中相位对齐的通道3用作比较点,因为它在校准序列的第一步之前已经相位对齐。结果是模拟相位调整补偿子阵列内的相位误差,而NCO相位偏移补偿跨子阵列的相位误差。

FFT

所有性能测量均基于连续波(CW)数据捕获的FFT进行评估。信号发生器设置为相干频率,并且在FFT中不应用加权。图7显示了单音测量的代表性FFT。

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7.单音FFTRF输入为~10 GHz–50 dBmLO = 14.5 GHz5 dBmADC速率为4 GSPSNCO = 550 MHzDDC16倍、250 MSPS I/Q数据速率FFT样本数为4096

从左到右的曲线分别对应如下情况:使能单个元件,子阵列中的所有八个元件,以及四个子阵列数字合并。从这些FFT可以观察混合波束赋形对接收机动态范围的影响。

● 当子阵列中启用N个元件时,信号功率增加20logN。噪声功率也会增加,整体SNR会提高。

● 当子阵列以数字方式合并时,数据有所增长。基于额外位执行FFT会导致相对于满量程的信号电平保持不变,但相对于满量程的噪声降低。

● 许多元件上的杂散内容的幅度在子阵列级别上会增加,但子阵列之间不相关,杂散内容在全阵列级别上降低到噪声中。

图8显示了双音测量的代表性FFT。从左到右的曲线分别对应如下情况:使能单个元件,子阵列中的所有八个元件,以及四个子阵列数字合并。FFT跨度减小以实现交调产物的可视化。

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8.双音FFTRF输入~10 GHz–50 dBmLO = 14.5 GHz5 dBmADC速率为4 GSPSNCO = 550 MHzDDC16倍、250 MSPS I/Q数据速率FFT样本数为4096曲线放大至±10 MHz

交调产物随使能的元件数量增加而增加。这是因为合并器之后的电路的功率更高,因此交调产物也更高。然而,当模拟子阵列以数字方式合并时,双音信号和交调产物的幅度均接近平均值。

在此测试配置的情况下,观察到主载波边缘外的相位噪声相关。在该配置中,所有通道都有一个公共LO、一个公共RF输入和一个公共电源。实际上,对于大型阵列,应该避免这种情况。有关跟踪阵列中相关噪声与不相关噪声的进一步讨论,请参见文章:“基于经验的多通道相位噪声模型在16通道演示器中的验证”,“相控阵用分布式直接采样S波段接收机测量总结”,以及“带有分布式锁相环的相控阵的系统级 LO相位噪声模型”。

性能测量

图9全面总结了接收机性能测量。图9a是不同频率的FFT相对于满量程的幅度。使用此数据和输入功率,可以计算接收机满量程电平,如图9b所示。图9c是在FFT处理中计算的噪声谱密度(NSD),单位为dBFS/Hz。载波周围的几个FFT频带被移除,因此噪声代表白噪声,不受测试配置的相位噪声影响。

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9.接收机性能测量

基于图9a和图9c可以计算信噪比(SNR),如图9d所示。观察到两种效应。第一,在子阵列级别,SNR增幅略高于10logN。这是因为合并后的噪声功率更高,合并器之后器件的噪声系数影响较小。第二,当子阵列以数字方式合并时,SNR增幅为10logN。

图9e显示了单个元件、子阵列和全数字化阵列的无杂散动态范围(SFDR)。随着更多元件加入阵列,性能持续改进,这表明测试配置中的所有杂散都是不相关的。

图9f显示了输入三阶交调截点(IIP3)。此结果直观地来自双音FFT。由于交调产物增多,子阵列IIP3较低。阵列级IIP3接近子阵列级的平均值。

请注意,对于所有这些测量,数据都非常接近级联分析中的建模值。除图9d和9e之外的图形都包含建模值。图9d和9e是间接确定的,未在电子表格中明确定义,故不包含建模值。

观察结果总结

从所有信号在相位和幅度上对齐的假设开始,测量结果与预测非常吻合。级联分析要求在模拟合并器处分离信号增益和噪声增益。基于噪声输入和器件折合到输入端的噪声跟踪噪声功率是一种有效的方法。

在子阵列级别,当开启通道时:

● SNR改善幅度略大于10logN。

● 信号增加20logN。

● 噪声增加略小于10logN。

● 模拟合并器之后的噪声功率较大。

● 模拟合并器之后器件的NF影响较小。

● 模拟合并器之后器件的信号较大,因此当信号合并时,IIP3会降低。

● 杂散一般在模拟子阵列内部相关。这是因为信号源在模拟合并器之后,无论微波通道使能与否,都会测量到相同的杂散。

当子阵列以数字方式合并时:

● 信噪比提高10logN

● 信号功率保持不变

● 噪声功率(单位为dBFS/Hz)降低

● IIP3接近平均值

● 观察到的杂散在不同数字通道之间是不相关的。

相关的相位噪声项值得注意。在此测试配置中观察到相关的相位噪声。这可以通过图8中的近载波噪声看出,其中频率轴被放大到足够大以显示该效应。使用来自测试设备的公共微波输入和LO输入。这意味着微波信号和LO相位噪声是相关的。共享电源也可能导致相关贡献,电压在此测试配置中共享。在该测试配置中,接收机测试期间没有调试相关相位噪声的主要来源。但是,需要注意到这一点,它将是该硬件的一个未来研究领域。

致谢

作者要感谢ADI公司的许多工程师,是他们让这项工作成为可能,其中有IC设计师、电路板设计师、软件开发人员和组装原型硬件的技术人员,还要感谢以应用为导向的管理人员,他们对测试平台的价值展示出了远见,耐心等待测试平台变为现实。文中描述记录了接收机测试结果,但如果没有其他许多人的工作,就不可能有这些描述。

关于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)在现代数字经济的中心发挥重要作用,凭借其种类丰富的模拟与混合信号、电源管理、RF、数字与传感技术,将现实世界的现象转化成有行动意义的洞察。ADI服务于全球12.5万家客户,在工业、通信、汽车与消费市场提供超过7.5万种产品。ADI公司总部位于马萨诸塞州威明顿市。更多信息请访问:http://www.analog.com/cn

关于作者

Peter Delos是ADI公司航空航天和防务部的技术主管,在美国北卡罗莱纳州格林斯博罗工作。他于1990年获得美国弗吉尼亚理工大学电气工程学士学位,并于2004年获得美国新泽西理工学院电气工程硕士学位。Peter拥有超过25年的行业经验。其职业生涯的大部分时间花在高级RF/模拟系统的架构、PWB和IC设计上。他目前专注于面向相控阵应用的高性能接收机、波形发生器和频率合成器设计的小型化工作。

Sam Ringwood是航空航天与防务事业部(位于美国北卡罗来纳州格林斯博罗)的系统平台应用工程师。加入ADI之前,Sam曾在美国Nuclear Weapons Complex从事RF测试和RF设计工作。他于2015年和2016年分别获得密苏里大学堪萨斯城分校的电气工程学士学位和电气工程硕士学位。Sam目前专注于为相控阵雷达等航空航天与防务应用创建完整的系统解决方案。

Mike Jones是ADI公司航空航天和防务部的首席电气设计工程师,在美国北卡罗来纳州格林斯博罗工作。他于2016年加入ADI公司。从2007年到2016年,他在北卡罗来纳州威尔明顿的通用电气公司工作,担任微波光子学设计工程师,致力于研发核工业微波和光学解决方案。他于2004年获得北卡罗来纳州立大学电气工程学士学位和计算机工程学士学位,2006年获得北卡罗来纳州立大学电气工程硕士学位。

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根据Strategy Analytics的最新研究,2022年第三季度全球智能手机出货量同比下降9%2.97亿部。三星在2022年第三季度以22%的高份额位居全球智能手机市场榜首。苹果以16%的份额位居第二,是过去12年来第三季度的最好表现。小米、OPPO(包括一加)和Vivo稳居前五。

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图表1:2022年第三季度全球智能手机出货量和市场份额。来源:Strategy Analytics, Inc.

Strategy Analytics高级总监Linda Sui表示:“2022年第三季度全球智能手机出货量同比下降9%至2.97亿台,是智能手机出货量连续第五个季度出现年度下滑。库存调整和地缘政治问题对今年第三季度的智能手机市场产生了不利影响。同时,不利的经济条件继续影响了消费者对智能手机和其他非必需品的需求。”

Strategy Analytics总监Woody Oh补充道:“我们预计三星在2022年第三季度的智能手机出货量为6,400万部,以22%的高份额位居全球智能手机市场首位。三星本季度出货量同比下降7%,表现略好于市场总体情况。市场需求向低成本的A和M系列倾斜,而新推出的Z Fold 4和Z Flip 4加强了三星在可折叠智能手机领域的领导地位。2022年第三季度苹果iPhone全球出货量为4,900万部,同比增长6%,占全球市场份额的16%。这是苹果过去12年来第三季度的最好表现,这一成绩得益于领先的中国品牌在国内和海外市场的低迷。苹果通过新推出的iPhone 14 Pro和Pro Max在本季度表现良好,而市场对iPhone 14的需求仍然喜忧参半。”

Strategy Analytics高级分析师Yiwen Wu补充称:“2022年第三季度小米智能手机出货量为4,050万部,以近14%的全球市场份额位居第三,相比一年前略有上升。小米的表现优于其他领先的中国品牌,出货量仅同比下降8%,这要归功于良好的多元化区域布局。然而,小米继续受到欧洲地缘政治不确定性的影响。作为中国品牌,小米在中国和印度市场的表现阴晴不定。OPPO(一加)在2022年第三季度保持第四位,占据了全球智能手机市场10%的份额。Vivo在2022年第三季度继续位居第五,占全球智能手机市场份额的9%。由于中国和其他市场的4G和5G竞争急剧加剧,OPPO(一加)和Vivo都公布了两位数的同比下降率,并在大多数市场份额下滑。”

Strategy Analytics的执行董事Neil Mawston补充道:“2022年第三季度,除前五名外,其他主要智能手机品牌之间的全球竞争非常激烈。传音、荣耀、真我(Realme)、联想-摩托罗拉和华为跻身前十名榜单,但本季度的成绩参差不齐。传音继续保持第六位,在中东欧和中拉美地区有良好增长。但受亚太和非洲中东地区疲软表现的拖累,传音本季度智能手机出货量出现两位数的同比下降。由于2022年第三季度中国市场销售回落,荣耀令人印象深刻的复苏之旅已陷入停顿,并出现了年度下滑。真我出现两位数的年度跌幅。除在中东欧地区受益于行业洗牌外,真我在其他地区都丢失了份额。联想-摩托罗拉保持在前十名,但也出现了年度下滑。不过,联想-摩托罗拉在亚太地区实现了稳健增长,主要归功于印度市场。相比之下,华为本季度的智能手机出货量实现了年度增长,主要受中国市场对4G智能手机的良好需求所推动,如Nova 10系列、P50和Mate 50机型。在全球前十大品牌中,中国品牌占据八个。所有这些中国品牌的总体年度跌幅为13%,表现弱于整个市场以及位居前两名的三星和苹果。”

Strategy Analytics高级总监Linda Sui补充道:“我们预测2022年全年全球智能手机出货量将同比下降9%至10%。地缘政治问题、经济下滑、能源短缺和价格上涨、汇率波动和疫情带来的破坏等因素,将在2022年最后一个季度继续削弱消费者需求。所有这些不利因素将持续到明年上半年,直到2023年下半年情况才会有所缓解。三星和苹果将继续表现出色,并保持前两名的位置。中国品牌需要稳定在中国市场的表现,并探索新的增长引擎,以终止下滑趋势。”

关于Strategy Analytics

Strategy Analytics, Inc.是一家全球领先的公司,通过一系列定制的市场研究解决方案为企业的生命周期规划提供真知灼见。我们的多学科能力包括行业研究咨询服务、客户洞见、用户体验设计和创新专长、移动消费者设备端追踪和企业对企业咨询能力。凭借在智能设备、互联汽车、智能家居、服务提供商、物联网、战略性元件和媒体领域的专长,Strategy Analytics可以开发满足您特定规划需求的解决方案。如需了解更多信息,请访问www.strategyanalytics.com

有关Strategy Analytics的更多信息

无线智能手机战略服务:点击此处

1 数字已取整。

原文版本可在businesswire.com上查阅:https://www.businesswire.com/news/home/20221027006196/en/

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LambdaTest推出一款由HyperExecute支持的Playwright测试云,并宣布与Microsoft Azure DevOpsGitHub Action实现深度集成。Playwright面向微软客户的技能、认证和独家优惠旨在降低采用门槛。LambdaTest还是Microsoft Ignite动的参展商和重点合作伙伴。

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此外,Playwright用户现在可以在超快速的HyperExecute Playwright测试云上具有超级可扩展性的安全环境中运行脚本。企业还可以通过缩短测试分类周期来加快开发人员的反馈和发布速度。HyperExecute高度可靠和安全的基础架构与现有堆栈无缝集成,为企业提供消除不可靠因素的测试体验。

LambdaTest还推出了两个Playwright认证课程(面向初级用户的Playwright101和高级用户的Playwright102),以帮助开发人员/测试人员及时掌握该框架。

LambdaTest首席运营官Maneesh Sharma 表示:"开发人员和测试人员每天都要应对一个艰难情况:他们必须在多个工具和平台之间切换以执行测试,而这导致了许多摩擦和中断。HyperExecute与Microsoft Azure DevOps及GitHub Actions的集成将简化整个流程,从而使开发人员和测试人员能够专注于他们最擅长的工作。使用HyperExecute,Playwright用户可以无缝运行他们的脚本,体验更快的测试执行,而这将带来更快的上市速度。此外,我们经过深入研究的认证课程将帮助用户增强相关能力。"

使用Playwright、GitHub Actions或Azure DevOps的Microsoft Enterprise客户可以注册一个限时优惠,免费参加3场并行的HyperExecute会议。

LambdaTest还是备受期待的微软年度活动Microsoft Ignite(2022年10月12-14日)的参展商。该活动展示了微软及其合作伙伴、技术决策者和信息技术实施者未来的最佳产品。

Maneesh Sharma表示:"作为Microsoft Ignite的参展商和重点合作伙伴,我们在该项活动期间进行了激发思考的对话,并与志趣相投的企业建立了联系。这是一次真正充实的体验。"

微软印度公司全球合作伙伴解决方案执行董事Venkat Krishnan表示:"在微软,提供无缝的开发人员体验是我们首要关注的问题,Microsoft Cloud堆栈为开发人员提供了一个非常出色的平台,供其使用和构建应用及解决方案。HyperExecute与Microsoft Azure DevOps和GitHub Action的集成是为开发人员和测试人员带来敏捷性和效率的极好途径,同时还提供了必要的培训材料,使用户能够充分利用这项服务。"

关于LambdaTest

LambdaTest是一个连续质量测试云平台,可帮助开发人员和测试者更快地交付代码。超过130个国家和地区的10000多个客户和100多万用户选择LambdaTest来满足其测试需求。

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稿源:美通社

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在第八届全球超宽带高峰论坛(UBBF 2022)期间,华为光产品线总裁靳玉志发表了题为"释放光纤潜能,迈向F5.5G"的主题演讲,深刻阐述了光纤通信技术在社会发展中发挥的关键作用,重点展示了华为在面向F5.5G演进中,在光接入和光传送领域的八项关键技术突破和其对产业的价值,并呼吁全产业共同加速迈向F5.5G。 

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华为光产品线总裁靳玉志

光纤网络已经成为面向未来的战略性基础设施。在产业从F5G迈向F5.5G过程中,通过在工业、光纤感知等领域的技术创新,将进一步释放光纤潜能、开拓新的市场。当前面向F5.5G,华为已实现八大技术创新,助力产业加速演进。

  1. 50G PON兼容创新:50G PON是ITU-T定义的下一代PON技术。华为通过器件结构和工艺创新,提升50G PON光模块的发送功率和接收机的灵敏度,实现达到40km覆盖能力;通过超高精准贴装等技术,实现GPON、10G PON和50G PON端口的三模合一。该创新将助力运营商在不改造现网基础上,实现从GPON、10G PON向50G PON的平滑升级,快速提供泛在万兆体验。

  2. Super C+L频谱创新:华为基于实验创新,打造了频谱放大、传送带宽提升的新方案。在制造过程中,通过精准控制气体通量及加热温度,实现高浓度掺杂,提升了L波段的放大增益,Super C+L可以达到12THz的传送频谱,带宽扩展了50%,传送性能进一步提升。并且结合400G、800G单波速率,可以实现单纤百T容量,支持万兆时代的到来。

  3. OXC持续创新:华为OXC采用3D点阵算法将全光背板布线密度提升35%,减少ROADM外部光纤连接的同时,整机体积降低90%,功耗降低超过60%。另外OXC的硅基液晶(LCoS)采用自研新材料,使得波长选择光开关(WSS)的液晶响应时间从200ms降低到100ms,实现波长的更加快速调度和保护,打造绿色敏捷全光网络。

  4. 城域池化波分:针对城域网业务分布不均匀、资源利用率低、规划困难的问题,华为推出创新的城域池化波分解决方案,通过自研新型WSS、城域相干模块以及数字化光标签等技术,在城域接入层星型组网的架构中,达成不同接入环网之间波长任意共享、灵活调度及调整,实现10倍带宽提升、10倍碳排放降低,帮助运营商降低20%OPEX,建设波分网络到站点的目标网络架构,支撑未来十年网络演进。

  5. OSU灵活业务颗粒:华为创新的硬管道核心技术OSU采用2Mbps~100Gbps的硬管道联接,带宽可以弹性调整,并不中断业务;通过封装协议的简化,降低业务传送时延,帮助运营商打造大带宽、超低时延、确定性体验的高品质OTN波分网络,并助力开拓更多高端行业客户。

  6. FTTR C-WAN架构:家庭智能设备的普及对家庭Wi-Fi联接的覆盖、稳定性、并发联接数提出了更高要求。传统Wi-Fi组网的各个光终端ONT设备自主决策,存在相互干扰、高并发场景下业务不稳定等诸多问题。华为FTTR全光家庭解决方案通过C-WAN集中式管控架构,把整张FTTR网络中的ONT设备协同起来,降低干扰、提升带宽体验,并通过独创的无感漫游技术可以实现小于20ms的极致漫游,带来全新的数字家庭体验。

  7. 光虹膜技术:FTTH网络中ODN投资占比重,但管理维护难度高,长期以来依靠人工录入端口资源,导致端口资源浪费和用户业务开通不及时。华为创新推出了光虹膜技术,将海量光纤端口进行标记,实现实时、100%的端口资源准确利用,和快速开通用户业务。并通过oDSP及AI算法,准确、快速识别故障发生的位置,测量精度达到亚米级。

  8. 自动驾驶网络:未来网络规模十倍增长,网络智能化、自动化成为必然。华为在网络自动驾驶领域拥有多项技术创新,如星途算路在传送网中可以从单因子、人工选路,转变到多因子、多策略智能选路,并基于不同客户习惯做到个性化推荐,提升算路成功率至99%, 业务发放效率提升70%;星宿推理对海量家宽的质差事件进行训练,建立智能体验模型,可以1分钟快速感知质差事件,帮助运营商降低用户投诉。

靳玉志表示,面对2025年以后的泛在万兆联接,在八项创新的基础上,华为还将在F5.5G的发展道路上持续进行技术突破和产品创新,帮助运营商网络不断向前演进,提升用户体验和网络运营效率,并创造更大的商业价值。同时靳玉志呼吁全产业共同努力,推进F5.5G产业进步,加速迈向F5.5G。

稿源:美通社

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作者:电子创新网张国斌

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 “听力受损20分贝以上的人群,全世界占总1/5,大概是15.8亿,在中国是2.2亿,而中国有2.2亿人听力受损!世界卫生组织在2021世界听力报告中讲。我们的听力如果不加干预,对全球经济造成的损失是9,810亿美元,相当于荷兰一个国家的GDP!”在10月28日召开的首届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛上,小维健康科技(深圳)有限公司 CEO王海在《听力健康现状与未来》演讲中指出,“虽然听力受损不可逆,但是可以通过采取干预措施阻止听力进一步听力恶化。”

他指出听力受损位列五大残疾之首,就是因为它的危害极大,如果先天的新生儿出现了听力障碍,而且在5岁以前没有治愈。将直接导致他变成终身哑巴,这就是我们通常所讲的十聋九哑。另外,在全球的慢性病排行榜上,除了关节炎和高血压外,听力障碍是排名第三的第三高全球慢性病,这是一个很严肃很重要的话题。

听力障碍可以总结为三高一低。哪三高?高流行、高危害、高可干预,一低是指极低的认识。实际上,在65岁以上的人群中,1/3的人其实都处于听力残疾,也就是损伤在40分贝以上。同时前几年TWS耳机的普及,让更多的年轻人要佩戴TWS耳机,实际上,耳机的佩戴极大损害了年轻人的听力,导致听力中频损伤,所以目前听力受损年轻化趋势越来越明显。

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他指出听力中度损伤的人,全世界是4.3亿而中国是7,000万,尤其对老年人而言,听力神经与记忆力神经和理解力神经在一起,如果长期听不到,他的记忆力会衰退,理解力会下降,所以在导致老年痴呆的若干因素中,听力障碍排名第一。轻度、中度、重度听障人士中老年痴呆的概率比普通人分别高出2倍、3倍和5倍。

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“另外一个危害就是摔跤。大家知道我们的耳朵是有声音定位功能的,如果我们的听力受损,即便是轻度,因为声音的定位功能没有了或者减弱了,摔跤的概率增大三倍!大家知道老人其实最担心的就是摔跤,所以这个问题也非常重要。”他强调,“导致抑郁,听力障碍的患者其中30%的人有心理抑郁,长期听不见,无法交流,内心郁闷,想表达的,别人要表达的听不到,这种交流受挫,所以时间长了就形成抑郁。”

但是听力受损是高可干预的,就是可以控制它进一步恶化,中度和中重度以上就一定要有专业的助听器来干预,只要采取了一些措施,你听力受损就可以抑制它的进一步加剧。

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不过目前大家对听力受损的认知严重不足,目前,仅有北京、上海、广东、福建这些省出台了对老人听力障碍的补贴政策。WHO要求2030年助听器的佩戴率能到50%,这个目标对欧美来说容易达标,因为欧洲现在已经达到40%了,美国已经达到30%了,全球的水平是17%,而中国只有5%!

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“所以中国听力干预上任重道远,中国的听障人士助听器的佩戴率及产品的服务体验很差,购买的成本也比较高,95%的人都没有进行干预,这是一个潜在的非常大的问题。”他强调。

他指出,更严重的是垄断该市场的全球五大助听器厂商,至今没有一个本土品牌!“很多厂商利用信息不对称赚取暴利,一个助听器动辄上万,甚至有售价8万9万的,超过一辆新能源汽车的价格!”他指出,“我们对助听器的理解就相当于我们到医院去看病,医生给我们开了药,但我们根本不知道医生开的药是什么品牌,如此重要的产品,如此重要的市场,如此严重的问题,但是我们中国却没有自己的品牌!现在。占据中国占据90~95%市场的都是国外品牌。一个豌豆大的助听器可以卖到10万,就是因为这个市场没有中国品牌,而且他们的算法长期按照欧美拉丁语系来设计的,实际上不太适合我们中国人的中文语系,我们中文发音中有太多高频高音辅音。而拉低语气相对会少。所以体验也不好。”

此外,助听器渠道也被垄断,而且渠道商还非常稀缺,德国8,000万人口有6500家店,而中国是14亿人口只有8000家店。“所以今年全球第一、第二助听器品牌都来收购中国的渠道。”他指出,“还有,在中国缺乏专业助听人才验配产品,美国是要求听力学硕士,在欧洲是要求听力学博士还要加一年的实习经历才可以验配,但在中国仅有有一半的省份要求考电配师资格证,另外一半的省份没有要求,要知道,助听器产品有句俗话是3分产品7分验配。产品再好。如果没有把顾客的听力曲线特性、以往的病史了解清楚,你给出的方案不是定制的,不是量身定做的,就解决不了听力受损问题。”

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他认为中国助听市场将迎来大渗透、大增长、大跃进的时代。主要有五点依据:

1、应用人群的拐点到了。1999年中国就进入轻度老龄化,再过两年的2025年中国将进入中度老龄化,60岁以上老人占据20%,这些人具有消费和健康意识,同时他们的80后90后子女也有消费能力对父母的健康也很关注。

2、技术红利,以前为什么90%市场被国外垄断?其实就是技术垄断,而这个技术垄断从2017年开始。随着特朗普签署OTC法案开始就变了。OTC法案已在本月17号正式实施,所以重要的核心元部件、芯片等已经实现了开放化和国产化,在一些AI算法、智能化和声学结构上都是国内的优势,五大垄断集团与中国企业几乎在同一起跑线上,没有任何的领先优势,这是一个技术红利期。

3、渠道风向,靠信息不对称赚暴利显然不符合时代的肿瘤,渠道急需D2C模式,提升效率,而国际巨头溢价很多收购国内渠道也说明红果市场将迎来爆发。

4、政府推动,我们看到政府在大力推动 ,各个省也在出台各种各样的扶持政策。

5、革新者推动,一个市场要有关键玩家来推动。以前大家喝咖啡并不是很多。因为有了瑞幸把咖啡开到了写字楼,所以现在中国年轻人喝咖啡已经成了习惯。以前购物中心也没有购车的,自从特斯拉带了头大家也习惯了,所以行业的爆发。一定是市场需求和关键玩家革新者共同推动的。

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基于这5点,他认为中国市场即将迎来一个大渗透、大增量、大跃进的时代。那未来助听器市场将如何演进?

王海指出:第一一定是品牌化,“过去我们购买助听器包括我们做听力干预其实我们是基于对人的信任,我们可能信任医生,可能信任验配师,可能信任朋友推荐,可能信任店长,还有我们可能信任这个连锁这是过去。但是,我们调查也发现了,他们买了之后不知道买什么品牌,在座多少人能够说出两个助听器品牌,没有调查过,如果你说不出来,说明在这个品类当中没有占据消费者的心智。”他举例说,“过去是对人的信任还有对渠道的信任,我们希望通过我们中国企业的努力,能够转变为对品牌的信任,对产品的信任。也就像我们买苹果手机,我们绝不是信任苹果的某一个员工,我们是相信苹果的某个品牌。所以,我们要做一个适合中国人使用的语境的产品,并建立完善线上线下的体系。”

7.jpg

第二就是建立对产品的信任,“我们产品怎么样进行革新?我们认为主要的方向如何让声音更自然,助听放大声音把噪音异常放大,可以很多噪音密集频段切除这样导致声音失真,如果声音保真更自然这是解决的第一个难题。 第二点降噪核心的问题就是噪音怎么样处理,第三点是我们怎么样适合中文的环境,因为我们都是讲中文,我们不是讲拉丁文我们高音辅音太多。此外,如何进行健康监测这个是公认的方向,我们用神经网络训练算法,让体验越来越优,做出价格公道的新国货产品。”

 此外,他表示未来的渠道是线上线下一体,线上做内容触达, 线下则在核心商圈购物中心做品牌旗舰店,这样既覆盖了子女,也打破了医疗边界,塑造国潮的倾向。

还有,不光是产品还要有一对一定制方案,以往体验不好是缺少专业的验配人才,如何解决验配人才?一个方面我们政府高校培养更多的听力学硕士博士,更重要的是要把整个流程拆解,前端把标准化的服务简单动作放在门店,把给每一个用户提出处方的专业动作放在后台,前端后台协同把一个客户服务好,这个就是我们讲的相当于要给每一个用户量身定制唯一的解决方案,而不是拿一个标准化的产品满足完全个性的需求。

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 “按照这个思路,我们创维集团旗下成立了这样一家新的公司,也算是一个新的创业项目,叫大声品牌,我们希望在大增量、大跃进时代到来之前,我们创维小维给同行一道推动中国助听的发展,呵护中国老年人的健康。”他总结道。

其实纵观半导体技术的发展,它总是在利用摩尔定律对成本效应对传统存量市场进行颠覆,我们看到过去十几年,智能手机颠覆了传统的MP3、摄像机、卡片机甚至单反相机市场,闪存则颠覆了机械硬盘和光学存储,未来,融合了人工智能、数字处理、无线技术的新型助听器要对传统助听器市场如何颠覆?我们拭目以待吧!期待国产助听品牌早日崛起!(完)

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  • 第三季度净营收43.2亿美元; 毛利率47.6%;营业利润率29.4%; 净利润11.0亿美元

  • 前九个月净营收117.0亿美元; 毛利率47.3%;营业利润率26.9%; 净利润27.1亿美元

  • 业务展望(中位数): 第四季度净营收44亿美元;毛利率47.3%

横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM)公布了按照美国通用会计准则(U.S. GAAP)编制的截至2022年10月1日的第三季度财报。

意法半导体第三季度净营收43.2亿美元,毛利率47.6%,营业利润率29.4%,净利润11.0亿美元,每股摊薄收益1.16元。

意法半导体总裁兼首席执行官Jean-Marc Chery评论第三季度业绩时表示:

  • 市场对我们产品组合的需求持续强劲,第三季度净营收43.2亿美元,毛利率47.6%,两项指标均高于我们业务展望的中位数。

  • 三季度净营收同比提高35.2%,营业利润率从去年同期18.9% 提高到29.4%%,净利润增加一倍多,达到11.0亿美元。

  • 前九个月净营收同比增长27.2%,达到117.0亿美元,所有产品部门和子业务部都实现销售增长。营业利润率26.9%,净利润27.1亿美元。

  • 意法半导体第四季度净营收(中位数)预计达到44.0亿美元,同比增长23.7%,环比增长1.8%。毛利率预计约47.3%

  • 如果实现展望中预测的中位数,2022全年净营收将达到161.0亿美元,同比增长 26.2%,毛利率约 47.3%,与我们在7月公布的计划一致。

Quarterly Financial Summary (U.S. GAAP)

季度财务摘要(美国通用会计准则)

(除每股收益外,其余项目单位都是百万美元)

2022年第3季度

2022年第2季度

2021年第3季度

环比

同比

净营收

$4,321

$3,837

$3,197

12.6%

35.2%

毛利润

$2,059

$1,819

$1,330

13.2%

54.7%

毛利率

47.6%

47.4%

41.6%

20个基点

  600个基点

营业利润

$1,272

$1,004

$605

26.7%

110.1%

营业利润率

29.4%

26.2%

18.9%

320个基点

1,050个基点

净利润(a)

$1,099

$867

$474

26.8%

131.8%

每股摊薄收益(b)

$1.16

$0.92

$0.51

26.1%

127.5%

(a)在美国GAAP财务报告指南修订版于 2022 1 1 日生效后,2022 年第三季度和第二季度的净营收不含与可转换债券相关的虚拟权益。上期财务报表尚未修订。

(b) 2022 1 1 日采用新的美国GAAP财务报告指南后,2022 年第三季度和第二季度的每股摊薄收益包括我们未偿可转换债务的全部摊薄影响。上期财务报表尚未修订。

2022年第三季度总结回顾

自 2022 年 7 月 1 日起,低功率射频业务部门从 AMS(模拟器件子业务部)转入 MDG(微控制器和存储器子业务部)。前期数据做相应调整。

各产品部门净营收(单位:百万美元)

2022年第3季度

2022年第2季度

2021年第3季度

环比

同比

汽车产品和分立器件产品部(ADG)

1,563

1,454

1,005

7.5%

55.5%

模拟器件、MEMS和传感器产品部(AMS)

1,380

1,115

1,258

23.7%

9.7%

微控制器和数字IC产品部(MDG)  

1,374

1,263

930

8.8%

47.7%

其它

4

5

4

-

-

净营收总计

4,321

3,837

3,197

12.6%

35.2%

净营收总计43.2亿美元,同比增长35.2%。与去年同期相比,公司所有产品部门和所有子业务部门都实现净销售额同比增长。OEM和代理渠道的收入同比分别增长34.1%和37.4%。第三季度净营收环比提高12.6%,比公司指引的中位数高210个基点。所有产品部门均报告净营收环比增长.

毛利润总计20.6亿美元,同比增长54.7%。毛利率为 47.6%,比公司指引的中位数高 60 个基点,同比增长 600 个基点,主要增长动力是有利的价格和改进的产品组合,但是部分增幅被制造输入成本的通胀所抵消。

营业利润提高了 110.1%,达到12.7亿美元去年同期为6.05亿美元。公司的营业利润率同比增长1,050个基点,占净营收29.4%,而2021年第三季度为18.9%。

各产品部门财务业绩同比:

汽车产品和分立器件产品部(ADG)

·汽车产品和功率分立器件的销售收入双双增长。

·营业利润增长273.8%,总计4.041亿美元。营业利润率25.9%,去年同期10.8%.

模拟器件、MEMS和传感器产品部(AMS)

·模拟、MEMS和影像产品销售收入增长。

·营业利润增长23.1%,总计3.757亿美元。营业利润率27.2%,去年同期24.3%.

微控制器和数字IC产品部(MDG)

·微控制器和射频通信产品的收入均增长。

·营业利润增长130.3%,总计5.038亿美元。营业利润率36.7%,去年同期23.5%.

净利润和每股摊薄收益分别为11.0亿美元和1.16美元,而去年同期分别为4.74亿美元和0.51美元。

现金流量和资产负债表摘要





过去12个月

(单位:百万美元)

2022年第3季度

2022年第2季度

2021年第3季度

2022年第3季度

2021年第3季度

TTM变更

营业活动产生的现金净值

1,651

1,056

895

4,533

3,101

46.2%

(*)自由现金流(非美国通用会计准则)

676

230

420

1,302

1,318

-1.2%

2022年第三季度资本支出(扣除资产销售收入后)为9.55亿美元,前三个季度总计26.1亿美元。去年同期,资本净支出为4.37亿美元。

第三季度末库存为23.8亿美元,高于去年同期的19.7亿美元。本季度末和去年同期的库存周转天数均为 96 天。

第三季度自由现金流量(非美国通用会计准则)为6.76亿美元,去年同期为4.20亿美元。

第三季度公司支付现金股息5,500万美元,并按照以前宣布的股票回购计划,完成了8,600万美元的股票回购操作。

截至2022年10月1日,意法半导体的净财务状况(非美国通用会计准则)为14.6亿美元,相比之下,该财会指标在2022年7月2日时为9.24亿美元;总流动资产40.9亿美元,总负债26.3亿美元。

业务展望

2022年第四季度公司指引(中位数):

  • 净营收预计44.0亿美元,环比增长约1.8%,上下浮动350个基点;

  • 毛利率约为47.3%,上下浮动200个基点;

  • 本业务展望假设2022年第四季度美元对欧元汇率大约1.03美元 = 1.00欧元,包括当前套期保值合同的影响。

  • 第四季度结账日为2022年12月31日。

前瞻声明

本新闻稿中包含的一些非历史事实的陈述是根据管理层当前的观点和假设做出的预测陈述和其他前瞻性陈述(按照1933年证券法最新版第27A条或1934年证券交易法最新版第21E条的规定)前瞻性陈述是以已知和未知的风险和不确定性趋势为前提条件,包含已知和未知的风险和不确定趋势这些风险和不确定趋势可能由于以下因素而导致实际结果、业绩或事件与本声明所预期的结果、业绩或事件存在重大差异

全球贸易政策的变化,包括使用和扩大关税和贸易壁垒,这可能会影响宏观经济环境,并对我们产品的需求产生不利影响;

不确定的宏观经济和行业趋势(例如,通货膨胀和供应链波动),这可能会影响我们的产能和终端市场对我们产品的需求;

客户需求与测算出现差异

在瞬息万变的技术环境中设计、制造和销售创新产品的能力;

宏观经济或地区事件、军事冲突(包括俄乌军事冲突)、社会动荡、劳工行动或恐怖活动引起在我公司或客户或供应商经营所在地区的经济、社会、公共卫生、劳工、政治环境或基础设施状况发生变化;

可能会影响我们执行政府投资的研发计划和/或实现研发制造计划目标的意外事件或情况;

围绕英国退欧的法律、政治和经济不确定性可能长时间造成国际市场不稳定和货币汇率波动,并可能对商业活动、政治稳定和经济状况产生不利影响,尽管我们在英国没有重大业务,迄今为止,英国脱欧未对我们的基础业务产生任何重大影响,但是我们无法预测其未来影响;

我们的任何主要分销商出现财务困难或主要客户大幅减少采购;

我们的产能利用率、产品组合和制造效率和/或满足为供应商或第三方制造供应商预留的产能所需的产量;

我们运营所需的设备、原材料、公用事业服务、第三方制造服务和技术或其他物资的可得性和成本(包括通货膨胀导致的成本增加);

我们的 IT 系统的功能和性能,这些系统受到网络安全威胁并支持我们的关键运营活动,包括制造、财务和销售;以及对我们或我们的客户或供应商的 IT 系统的任何破坏;

我们的员工、客户或其他第三方的个人数据被盗、丢失或滥用,以及违反全球和当地隐私法规,包括欧盟的《通用数据保护条例》(“GDPR”

我们的竞争对手或其他第三方的知识产权主张的影响,以及我们以合理的条款条件获得所需许可的能力;

税收规则的变化、新立法或修订立法、税务审计结果或国际税务条约的变化,可能影响我们的经营业绩,以及我们的税收抵免、退税、减税和准备金的准确测算能力,以及递延所得税资产实现能力,最终导致我们的整体税务状况发生变化;

外汇市场的变化,尤其是美元对我们营业活动所用的欧元等主要货币的汇率;

正在进行的诉讼的结果,以及我们可能成为被告的任何新诉讼的影响;

因疫情或无法交货而发生的产品责任索赔或保修索赔,或与我们的产品有关的其他索赔,或客户召回产品包含我们的芯片;

在我公司、客户或供应商经营所在地区发生的自然灾害,例如,恶劣天气、地震、海啸、火山爆发,或其他自然现象、气候变化的影响、健康风险和传染病,如新冠肺炎;

加强我们行业的监管,包括与气候变化和可持续性有关的监管,以及我们到 2027 年实现碳中和的承诺;

由于新冠肺炎疫情、远程工作安排以及社交和专业互动的相应限制,可能导致重要员工流失以及可能无法招聘和留住合格员工;

新冠肺炎全球爆发的持续时间和严重程度可能会在很长一段时间内继续对全球经济产生重大负面影响,也可能对我们的业务和经营业绩产生重大不利影响;

我们的供应商、竞争对手和客户之间的横向和垂直整合导致的行业变化;

加快推进新计划的能力,推进能否成功可能受到我们无法控制的因素影响,包括关键的第三方组件的可用性和分包商的表现是否符合我们的预期。

这些前瞻性陈述受各种风险和不确定性趋势的影响,可能导致我们业务的实际结果和业绩与前瞻性陈述存在重大差异或完全相反。某些前瞻性陈述是可以通过前瞻性术语来识别的,例如,相信预期可能预期应该寻求预期或类似表达或其否定形式或其其他变体或类似术语,或通过对战略、计划或意图的讨论。

关于上述风险因素,在2022 2 24 日报备SEC证券会的截至 2021 12 31 日的年度Form 20-F年度报告中,我们在 “Item 3. Key Information — Risk Factors”列出并详细论述了有些风险因素。如果其中一种或多种风险因素已成为既定事实或基本假设被证明是错误的,则实际结果可能会与本新闻稿中预期、相信或预期的结果存在重大差异。我们不准备也没有义务更新本新闻稿中的任何行业信息或前瞻性陈述,反映后续事件或情况

我们在报备证券交易委员会文件的“Item 3. Key Information — Risk Factors”中不定期提示上述风险或其他风险或不确定性趋势,这些因素的不利变化可能对我们的业务/或财务状况产生重大负面影响

关于意法半导体

意法半导体拥有48,000名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家半导体垂直整合制造商(IDM),意法半导体与二十多万家客户、数千名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,电力和能源管理更高效,物联网和互联技术应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com

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作者:ADI现场应用技术主管Anton Patyuchenko

问题

什么是射频衰减器?如何为我的应用选择合适的RF衰减器?

1.jpg

答案

衰减器是一种控制元件,主要功能是降低通过衰减器的信号强度。这种元件一般用于平衡信号链中的信号电平、扩展系统的动态范围、提供阻抗匹配,以及在终端应用设计中实施多种校准技术。

简介

本文延续之前一系列短文,面向非射频工程师讲解射频技术。ADI将在文中探讨IC衰减器,并针对其类型、配置和规格提出一些见解,旨在帮助工程师更快了解各种IC产品,并为终端应用选择合适的产品。该系列的相关文章包括:“为应用选择合适的RF放大器指南”、“如何轻松选择合适的频率产生器件”和“RF解密了解波反射”。

衰减器的类型

从关键功能这个角度,衰减器可以分为固定衰减器和可变衰减器,前者的衰减电平保持不变,后者的衰减电平可调。根据可变衰减器支持的衰减控制方式,还可以进一步细分为电压可变衰减器(VVA)和数字步进衰减器(DSA),前者采用模拟控制技术,后者采用数字控制技术。

VVA可以持续调节衰减电平,电平可以设置为给定范围内的任何值。对于自动增益控制电路、校准校正以及其他需要平稳、精确地控制信号的处理功能,通常采用模拟可变衰减器。

数字步进衰减器采用一组离散衰减电平,可以按照预先设置的衰减步长调节信号强度。数字控制RFIC衰减器具有可兼容微控制器的控制接口,并提供出色的解决方案,可用于在复杂设计中保持功能完整性。

设计配置

衰减器IC可以使用电阻、PIN二极管、FET、HEMT和CMOS晶体管,并通过GaAs、GaN、SiC或CMOS技术来实现。图1显示了构成各种衰减器设计配置的三种基本拓扑:T型、π型和桥接T型网络。

2.jpg

1.基本的衰减器拓扑(a) T(b) π(c)桥接T型网络。

固定值衰减器利用通过薄膜和厚膜混合技术实现的这些核心拓扑来提供固定衰减电平。

VVA一般使用T型或π型配置,二极管或晶体管元件工作在非线性电阻区。利用基本元件的电阻特性,通过改变控制电压来调节所需的衰减电平。

DSA通常采用代表单个位的多个级联单元,它们可以输入或输出,以实现所需的衰减电平。图2显示了DSA设计使用的几种配置示例。其中包括:采用了集成SPDT开关,可通过衰减器和直通线来切换输入和输出端口的配置;开关调节器件设计,使用晶体管或二极管作为可调电阻;开关电阻配置,电阻可以切换,在电路中作为输入或输出;以及器件嵌入式设计,晶体管或二极管是该设计的组成部分。

3.jpg

2.DSA设计配置示例:(a) π型配置,采用集成开关,(b)开关调节FET配置,(c)开关电阻配置,(d)FET嵌入式配置。

衰减器拓扑可以用在反射或平衡类型的设计中,原理图如图3所示。反射型器件使用同等衰减器,它们连接至3dB正交耦合器的输出端,一般提供宽动态范围。平衡配置使用两个3dB正交耦合器连接一对完全相同的衰减器,以提供出色的VSWR和功率处理能力。

4.jpg

3.(a)反射型和(b)平衡型衰减器设计拓扑。

除了本文中描述的主要设计配置之外,还可使用其他类型的电路来实现IC衰减器元件;但是,本文对这些内容不做讨论。

主要规格

为了针对终端应用选择合适的衰减器,工程师必须深入了解其主要规格。除了衰减功能和一些基本参数(例如插入和回波损耗)之外,还有许多其他特性也可用于描述衰减器元件,主要包括:

频率范围(Hz):IC保持其指定特性的频率

衰减(dB):超过插入损耗的抑制量

频率响应:整个频率范围(Hz)内衰减电平(dB)的变化

衰减范围(dB):该元件提供的总衰减值

入线性度(dBm):通常使用3阶交调点(IP3)表示,IP3定义输入功率电平的假设点,在该点相应杂散分量的功率将达到与基波分量相同的水平

功率处理(dBm):通常使用输入1dB压缩点表示,该点定义了衰减器的插入损耗降低1dB时的输入功率电平;功率处理特性一般针对稳态和热切换模式下的平均和峰值输入功率电平来确定

相对相位(度):由衰减器元件引入信号中的相位偏移

除了这些常用参数之外,还使用开关特性来描述可变衰减器,通常以ns为单位来描述上升时间和下降时间、导通和关断时间,以及RF输出信号的幅度和相位建立时间。此外,每种类型的可变衰减器都有其固有特性。

对于VVA,它们与其模拟控制操作相关,包括:

电压控制范围(V):在衰减范围内调节衰减电平所需的电压

控制特性一般用衰减斜率(dB/V)和性能曲线表示,从中可以看出,衰减电平与控制电压成函数关系

对于DSA,其固有特性包括:

衰减精度(也称为状态误差)(dB):衰减电平相对于标称值的变化极限

衰减步长(dB):任何两个连续衰减状态之间的变化量

步进误差(dB):衰减步长相对于标称值的变化极限

过冲、下冲(dB):状态转换期间的信号瞬变电平(毛刺)

良好的衰减器元件通常需要在工作频率范围内提供平坦的衰减性能和出色的VSWR,提供足够的精度和功率处理能力,并确保在状态转换期间实现平稳、无毛刺运行(信号仅少量失真),或者是提供线性控制特性。

结论

IC衰减器元件的多样性当然不限于本文中讨论的这些,还可以找出其他类型的IC,包括基于频率的相位补偿衰减器、温度可变衰减器、带集成式DAC的可编程VVA等。本文仅介绍了一些常见的IC衰减器类型,主要探讨其采用的拓扑和关键规格,以帮助RF设计人员为终端应用选择合适的元件。

ADI公司提供非常丰富的集成式RF元件。ADI的衰减器IC提供多种架构和尺寸选项,设计人员可以根据系统要求灵活选择合适的产品。这些产品旨在提供出色的性能,实现高度可靠的运行,以满足仪器仪表、通信、军用和航空市场各种应用的严苛要求。

关于ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)在现代数字经济的中心发挥重要作用,凭借其种类丰富的模拟与混合信号、电源管理、RF、数字与传感技术,将现实世界的现象转化成有行动意义的洞察。ADI服务于全球12.5万家客户,在工业、通信、汽车与消费市场提供超过7.5万种产品。ADI公司总部位于马萨诸塞州威明顿市。更多信息请访问:http://www.analog.com/cn

关于作者

Anton Patyuchenko是一名拥有超过15年行业经验的RF专家。他于2007年获得慕尼黑技术大学微波工程硕士学位。毕业之后,Anton曾在DLR微波雷达所担任助理研究员。他于2015年加入ADI公司,目前担任现场应用技术负责人,重点关注RF技术。

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万物联网时代,3C、家电用品不仅要能联网,还得要听得懂指令,消费者更期待张张嘴、下指令,就能轻松启动家里各项设备;看准智慧家庭时代来临,瑞昱推出第5代Ameba E解决方案,不仅让智慧家居设备能互动、能思考,还能一跃成为多功能设备。

谈起物联网发展现状,例如家里的洗衣机、扫地机器人、洗碗机,都能连接上网,甚至可以预先设定好时间,让这些家电设备在人们还没回到家前,就开始运作,人们一回到家,就可以直接晾衣服、把干净的碗盘放进橱柜中,让大众生活更便利。

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IoT解决方案Ameba E series不仅要聪明、运算快 还要更安全

未来物联网预期有哪些新发展趋势呢?从瑞昱的角度来看,新的IoT解决方案,除了要符合新一代通讯协定、物联网标准规范,也要具备边缘运算能力,并做好资安防护。

全新的第五代Ameba E系列,重新定义了人类与智慧家居产品间的互动关系,Ameba E全系列支持智能语音、双核运算、Wi-Fi 6、蓝牙5.3Matter等最新技术,有效升级智慧家庭系统。同时加入双频蓝牙及最新Auracast音频广播。

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智能语音早已深入大众生活,人们只要直接下达指令,智能家电就会开始执行任务,像是搜索今日天气预报,或者是在家里播放音乐、开关电灯、启动居家安全模式,都能让消费者享有更轻松、便利智能的生活。

同时也具备低延迟、低功耗及Multi- room技术,让Ameba E系列在无线家庭影院应用上也会相当出色,透过Wi-Fi网络传输,不仅让喇叭摆脱有线限制,更能达到影音同步的高品质体验。

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突破平台限制 Ameba E全系列支援Matter协定

过去,智能家电设备如果不是同一个品牌,彼此之间很难相互沟通,必须要额外花费一笔高昂的费用设置专用系统;但如果全球有一个通用标准,消费者无需额外支付高额费用,就能享有便利的智慧生活。

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于是,Amazon、Apple、Google、ZigBee联盟,联合制定了Matter智能家居开放平台标准,不仅简化设备商开发成本,也提升了产品兼容性;Ameba E系列支持最新的Wi-Fi 6及Matter,不仅覆盖率更高、干扰更少、连接效能更优异,还可跨平台连接,符合未来智能家居系统发展主流需求,不仅开发、维护容易,也提供安全性极高的加密方式,期待推进智慧世代演化历程,扩大研发应用,达到开发者、使用者双赢目标,期待引领智慧家庭重新定义智能。

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作者:电子创新网张国斌

胶囊内镜”全称为“智能胶囊消化道内镜系统”,又称“医用无线内镜”。其工作原理是受检者通过口服内置摄像与信号传输装置的智能胶囊,借助消化道蠕动使之在消化道内运动并拍摄图像,医生利用体外的图像记录仪和影像工作站,了解受检者的整个消化道情况,从而对其病情做出诊断。

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1981年,以色列国防部的机械工程师伊丹听一位内科医生聊起内窥镜检查的过程,他联想起自己熟悉的智能导弹上的遥控摄像装置,并由此产生了研制无线内窥镜的最初设想。此后,在伊丹的率领下,以色列专家开始大力开展对无线内窥镜的研究工作,并于上世纪90年代获得了该技术领域最早的专利。

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2001年,以色列的Given Imaging公司采用伊丹的专利技术,生产了名为M2A的世界上第一个胶囊式内窥镜,2012年7月,Given Imaging的胶囊内窥镜在英国广播公司(BBC)的直播节目中亮相,当时记者迈克尔·莫斯利当场吞咽了一个PillCam,并将其直播画面实时播放,受到了社会广泛关注。2015年,该公司被美敦力收购。

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由于胶囊内镜具有舒适检查、无痛无创扩展检查范围,消除盲区、安全卫生、避免交叉感染和操作简便等特点而被广泛使用,不过胶囊内镜在我国的普及度并不高。

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在10月28日的首届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛《AI 辅助影像的发展》主题环节,深圳市资福医疗技术有限公司创始人吴良信在发言中指出,对比数据显示,中国胃癌发病率全球第8但死亡率排世界第一,而日本发病率全球第一,但是死亡率排第28 ,其5年生存率远高于中国患者,为何?因为日本内镜筛查率达70% ,而中国只有不到10%。

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从更大范围看,据世界健康管理联盟统计,全球胃病患者已经从 1985 年的 1.5 亿人增加到了今年的5 亿人, 全球每年新发胃癌100 余万。中国是胃癌发病率和死亡率最高的国家之一。据卫生部统计,中国肠胃病患者就有1.2亿,消化性溃疡发病率10%,慢性胃炎发病率30%,同时,我国也是胃癌的的高发区,每年新发现40万胃癌患者,占世界胃癌发病人数的42%。

吴良信指出, 防治胃癌,急需早期发现。胃癌发生机制是:正常胃黏度→慢性浅表性胃炎→慢性萎缩性胃炎→肠化生→异型增生→胃癌,发生经历 3~5 年,甚至更长;胃癌发生过程无明显的症状,发现时大都处于中晚期。因此WHO将肿瘤预防分为三级,其中一二级是肿瘤防治的重中之重。

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相比传统胃镜检查,采用胶囊式内镜,只要15到20分钟就可以完成检测,全程无痛 ,无创,无麻醉。因此胶囊内镜在国外被大量用于消化系统疾病的筛查。

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胶囊式内镜也在不断演进,他指出从最早的胶囊镜是一种被动式,只是它到哪里看到哪,后来演进到可以微步测控,然后发展到可以用AI来进行控制,未来它还会有更多的功能,包括自主运动试药或者治疗。

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此外,CapsoVision, Inc.总裁Johnny Wang在发言中指出胶囊式内镜未来的一个趋势是360度全景拍摄。圆桌论坛嘉宾上海联影智能医疗科技有限公司产品南大区总监毛亮也认为360度是必须的。

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他表示CapsoVision 开发的下一代胶囊内镜高达157万像素。

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CapsoVision 于2006年在美国硅谷成立,是一家专注于胃肠系统诊断成像的全球医疗器械创新公司。公司的旗舰产品CapsoCam Plus ®小肠胶囊内窥镜采用独特的360°全景影像,克服了端置摄像头的局限性,提供更全面的成像解决方案,而其无线设计为患者提供了无与伦比的舒适性、便利性和自由度。

毛亮指出人工智能赋设备可以让成像更快,更好,更安全更经济。他指出有些影像在需要更清晰的图像时需要造影,这给患者带来更多的不便,但是如果把AI更设备结合,则可以省去这样的辅助手段。另外,AI辅助还可以大大提升医生诊断的效率,大大缩短了医生的工作量,很多医院医生表示,利用AI辅助影像分析可以减少40%影像检错率。

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“人工智能已经真正落脚到一线临床中,我们的设备已经成为医生诊断疾病的必备手段。”毛亮表示。

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在新一代IBM LinuxONE服务器正式在中国发布之际,IBM宣布推出免费的服务与工具,帮助客户提前测算将现有工作负载整合到LinuxONE之上,可以为企业节能减排与降本增效带来怎样的效益。

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IBM大中华区主机及LinuxONE总经理李航介绍,IBM LinuxONE Emperor 4服务器具有"绿色低碳、弹性扩展、安全无虞"的技术亮点。他强调,不同规模的企业,尤其是关键核心应用,都可以利用 LinuxONE来构建负责任的绿色IT基础架构,在践行可持续发展的同时,实现降本增效和安全生产。

为了帮助客户快速了解整合到LinuxONE平台的预期效果,IBM特别推出免费的低碳IT经济咨询服务,两周之内就能为客户交付咨询服务报告,包括机房空间、配电用电、碳排放,总体拥有成本(TCO)等多个维度在整合前后的变化。 IBM还提供免费的 IBM LinuxONE TCO估算工具,客户只需回答几个问题,如硬件、工作负载类型和软件,该工具就会根据经由行业验证的假设来提供高水平的TCO估算结果[i]。 此外,IBM还打造了LinuxONE在线实验室,客户通过短视频就能快速了解LinuxONE的使用场景与方案,借鉴其他客户的经验,用一杯咖啡的时间即可完成一次在线实验。

李航表示:"这些免费的服务和工具,可以为客户提供量化依据和切实体验,从而可以帮助他们选择恰当的技术与方法,尽早把企业的业务目标与可持续发展目标结合起来,构建与业务目标和可持续发展目标相匹配的现代化绿色IT架构,加速混合云时代的数字化转型。"

新一代LinuxONE服务器基于Linux和Kubernetes的平台,具有强大的纵横双向扩展能力,一个LiuxONE系统[ii]就能支持数以万计的工作负载,满足企业多样化应用负载在不同时段的不同需求。与使用x86服务器系统相比,新的LinuxONE服务器每年可以为企业减少75%的能耗,节约50%的空间,减少超过850公吨的二氧化碳排放量[iii]

IBM的可持续发展技术组合包括设计、部署和管理节能的基础设施解决方案,以及采用混合云方法的创新。IBM LinuxONE是该组合中一个重要的解决方案,旨在通过减少能源消耗和提高能源效率来优化数据中心。IBM LinuxONE 旗舰机型Emperor 4已于2022年9月13日在全球上市,入门和中端机型将于2023年上半年推出。

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[i] 免责声明:本工具利用美国公开的IBM和第三方服务器和价格信息,以及从x86服务器环境整合到LinuxONE环境中的某些其他信息,提供了对估计成本和潜在节省的高层次看法。对于 "总体拥有成本 "的估计,该工具考虑了某些涉及三年或五年总体拥有成本的因素,包括硬件成本、工作负载类型、IBM和ISV软件成本、某些设施成本(空间、能源)、维护费用、服务器利用率、管理程序和迁移。该工具中使用的某些假设是基于IBM进行的数百个客户研究的数据,您的结果将因您的环境和其他因素而有所不同。用于生成工具中结果的信息和数据是截至2021年2月的新数据。结果也将根据你在使用该工具时的选择而有所不同。该工具的输出结果,包括但不限于任何随附的潜在节约摘要,仅是估计,并在 "现状 "基础上提供。您对使用该工具及任何输出的任何依赖均由您自行承担风险,且不会对IBM产生任何责任或义务。在任何情况下,IBM都不对任何一方因使用本工具、网站或任何其他超链接网站而造成的任何直接、间接、特殊或其他后果性损害负责,包括但不限于任何利润损失、业务中断、您的信息处理系统上的程序或其他数据损失或其他损失,即使我们被明确告知有可能发生此类损害。本工具不适合在法律限制或禁止这种比较的国家使用。

[ii] 性能结果是从IBM内部测试中推断出来的,在RHEL 8.5 KVM主机上运行的具有24个专用内核、1536 GB内存和FS9200存储的红帽OpenShift容器平台(RHOCP)4.10上运行的NGINX pods。64个RHOCP计算节点与230个NGINX pods并行运行。带有RHOCP计算节点的KVM客人被配置为2个vCPU和16GB内存。带有RHOCP管理节点的KVM客人被配置为16个vCPU和128GB内存。结果可能有所不同。

[iii] 比较 5个 IBM Machine Type 3931 Max 125模型由三个CPC抽屉组成,包含125个可配置的内核(CP、zIIP或IFL)和两个I/O抽屉,以支持网络和外部存储,与192个x86系统相比,总共有10364个内核。IBM Machine Type 3931的功耗是基于对IBM Machine Type 3931 IBM功率估算工具的输入,用于备忘录配置。x86的功耗是基于2022年3月IDC QPI功率值,用于7个Cascade Lake和5个Ice Lake服务器型号,每台服务器有32至112个内核。所有比较的x86服务器都是2或4个插座的服务器。IBM Z和x86在生产和非生产的工作负载下24x7x365运行。节约假设电力使用效率(PUE)比率为1.57,以计算数据中心冷却的额外电力。PUE是基于正常运行时间研究所2021年全球数据中心调查。基于EPA温室气体计算器 的CO2e和其他等价物使用美国国家加权平均数。结果可能根据客户的具体使用情况和地点而有所不同。

关于 IBM

IBM 是全球领先的混合云、人工智能及企业服务提供商,帮助超过 175 个国家和地区的客户,从其拥有的数据中获取商业洞察,简化业务流程,降低成本,并获得行业竞争优势。金融服务、电信和医疗健康等关键基础设施领域的超过 4000 家政府和企业实体依靠 IBM 混合云平台和红帽 OpenShift 快速、高效、安全地实现数字化转型。IBM 在人工智能、量子计算、行业云解决方案和企业服务方面的突破性创新为我们的客户提供了开放和灵活的选择。对企业诚信、透明治理、社会责任、包容文化和服务精神的长期承诺是 IBM 业务发展的基石。了解更多信息,请访问:https://www.ibm.com/cn-zh

稿源:美通社

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