5G-Mobilfunk: Erste Antennenmodule für Sub-6-GHz- und mmWave-Bänder

| Redakteur: Michael Eckstein

Kompakte 5G-Mobilfunklösung: Antennenmodul QTM052 und Modem X50 von Qualcomm im Größenvergleich mit einem US-Penny.
Kompakte 5G-Mobilfunklösung: Antennenmodul QTM052 und Modem X50 von Qualcomm im Größenvergleich mit einem US-Penny. (Bild: Qualcomm)

Diese Produkte könnten den 5G-Mobilfunk beflügeln: Qualcomm hat es geschafft, mmWave- und Sub-6-GHz-Antennen als sehr kompakte Chip-Lösungen zu integrieren.

Qualcomm hat in jüngster Vergangenheit überwiegend Schlagzeilen aufgrund des zähen Übernahmepokers mit NXP beziehungsweise Broadcomm gemacht. Beides ist noch nicht ausgestanden. Dabei gerät leicht in den Hintergrund, dass das Unternehmen leistungsfähige Mobilfunk-Produkte entwickelt und liefert.

So hatte der Chiphersteller als einer der ersten ein hochintegriertes Modem für den kommenden Mobilfunkstandard 5G im Angebot, das Snapdragon X50. Nun legt Qualcomm nach und stellt darauf abgestimmte, kompakte Antennenmodule vor. Sie sind für 5G-Frequenzen unterhalb von 6 GHz sowie für den Millimeter-Wellenlängenbereich (mmWave) bis 40 GHz erhältlich.

Vier Module mit unterschiedlichem Fokus

Die Module der „QPM56“ genannten Produktfamilie arbeiten im Bereich von 3,3 bis 5 GHz. Dieser ist nicht zuletzt in Europa die Grundlage für den Ausbau des LTE-Nachfolgers 5G. Für Anwendungen in Ballungsgebieten, bei denen sehr viele Endgeräte über verhältnismäßig kurze Distanzen mit hohen Bandbreiten versorgt werden sollen, sind die Antennenmodule der QTM052-Familie gedacht.

„Unsere frühen Investitionen in die 5G-Technologie zahlen sich nun aus“, sagt Cristiano Amon, President von Qualcomm. „Wir können jetzt eine funktionierende mmWave-Lösung für den Mobilfunk liefern, was bis vor nicht allzu langer Zeit als kaum realisierbar galt.“ Bisher seien mmWave-Signale aufgrund unterschiedlicher Herausforderungen nicht für die mobile drahtlose Kommunikation verwendet worden – dazu zählen Materialien, Formfaktor, Industriedesign, Wärmemanagement und regulatorische Anforderungen aufgrund der Strahlungsleistung.

5G-Funktransceiver und HF-Frontend-Komponenten integriert

Qualcomm hat seine mmWave-Antennenmodule für die Zusammenarbeit mit dem Snapdragon X50 5G Modem optimiert. Laut Amon arbeiten sie mit aktuellen Strahlformungs-, Strahlführungs- und Strahlverfolgungstechnologien, was die Reichweite und Zuverlässigkeit der mmWave-Signale deutlich verbessern würde. nach Angaben des Unternehmens verfügen die Module über einen integrierten 5G-Funktransceiver für die New-Radio-(NR)-Funkschnittstelle, ein Power-Management-IC, HF-Frontend-Komponenten und ein phasengesteuertes Antennen-Array.

Sie unterstützen bis zu 800 MHz Bandbreite im Frequenzbereich von 26,5 bis 29,5 GHz (n257) sowie vollständig die mmWave-Bänder bei 27,5 bis 28,35 GHz (n261) und 37 bis 40 GHz (n260). Die QTM052-Module integrieren diese Funktionen auf einer kompakten Grundfläche. Bis zu vier dieser Module ließen sich so in ein Smartphone integrieren. Dadurch könnten OEMs schlankes Design und hohe Übertragungsgeschwindigkeiten über mmWave-5G-NR kombinieren.

Optimiert für Zusammenarbeit mit X50-Modem von Qualcomm

Während mmWave am besten geeignet ist, eine gute Abdeckung beispielsweise in Innenstädten zu erreichen, ist das Sub-6-GHz-Spektrum prädestiniert für eine breite, fächendeckende 5G-NR-Abdeckung über größere Distanzen. Zur QPM56xx-RF-Modulfamilie zählen die Produkte QPM5650, QPM5651, QDM5650 und QDM5652. QPM5650 und QPM5651 verfügen laut Qualcomm über ein integriertes 5G-NR-PA/LNA/Switch- und Filter-Subsystem. QDM5650 und QDM5652 haben ein 5G NR LNA/Switch- und Filter-Subsystem an Bord, die Diversity- und MIMO-Antennenkonstellationen unterstützen.

Alle vier Module bieten demnach außerdem integriertes SRS-Switching für optimale massive MIMO-Anwendungen und Unterstützung für die Sub-6-GHz-Bänder 3,3 bis 4,2 GHz (n77), 3,3 bis 3,8 GHz (n78) und 4,4 bis 5,0 GHz (n79). Wie Qualcommm mitteilt, die sowohl die QTM052-mmWave-Antennenmodulfamilie als auch die QPM56xx Sub-6-GHz-HF-Modulfamilie bereits bei Kunden im Einsatz. Erste Mobilfunkprodukte könnten bereits im ersten Halbjahr 2019 kommerziell erhältlich sein.

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