在5G新無線電技術標準中，SUB-6GHz頻率和毫米波頻率都可以用來提高吞吐量。除了降低延遲和提高可靠性，3GPP 5G NR的發展對高數據吞吐量的需求也無疑是其中非常關鍵的一環。DPD在蜂窩通信系統中也是隨處可見，使功率放大器（PA）能夠有效地為天線提供最大功率。隨著5G使基站中的天線數量增加，頻譜變得更加擁擠，DPD開始成為一項關鍵技術，支持開發經濟高效且符合規格要求的蜂窩系統。

作為一種很成熟的技術，DPD數字預失真通常被用于SUB-6GHz通信中，用來提高功率效率，在毫米波中則應用得不那么廣泛。原因在于雖然毫米波頻率的使用給數據吞吐量的提升帶來了許多便利，但是其中的挑戰也不那么容易解決。

毫米波應用DPD的挑戰在哪？

預失真是PA線性化的“利器”，預失真線性化技術不僅不存在穩定性問題，還有更寬的信號頻帶，能夠處理含多載波的信號。當然DPD本身會受制于時間、以及偏壓的變化而變化，通過DPD使PA高度線性化，這也是應用在毫米波上的問題所在。在5G NR中，蜂窩移動被分配了24.25GHz到52.6GHz的毫米波頻率，可用頻譜范圍的擴大帶來了單個通道里更高的頻率，也就是更高的吞吐量。但鏈路預算也更為吃緊了，因為高線性度的毫米波PA RF功率很低，而且效率不算高，路徑損耗和單個PA的更低功率讓鏈路預算極為吃緊。

如何解決吃緊的鏈路預算——有源相控陣天線

要解決吃緊的鏈路預算，必須將功率更準確地用在該用的位置上。有源相控陣天線可以解決此類挑戰。毫米波有源相控陣天線與傳統的天線相比，波束速度快、方向可控，擁有波束成型和波束轉向能力；毫米波有源相控陣天線不含活動部件，會更可靠些，即便陣列中少數天線單元失效，總體性能也不會受到太大影響，可以說集成毫米波有源相控天線的終端是未來毫米波通信的重要發展方向之一。

有源相控陣天線中有許多天線元件，每個元件由低功率放大器驅動來實現，這些元件能增加陣列的總輻射功率。這種解決辦法可能唯一的缺點在于，相控陣成本高，但隨著MMIC技術的發展，成本也在一步步降低。

目前國外有源相控天線的發展比國內成熟，不管是在核心芯片還是工藝上。ADI是采用了SOI CMOS工藝大大提高了有源波束成型器件的功效并降低了成本。憑借RF集成電路的高度集成，將輸入饋入單獨的放大器中，放大器后的每個路徑通過1:8功率分路器分成八個獨立的通道。總輻射功率以及陣列增益的提升，鏈路預算得以緩解壓力，以ADMV4828波束成型器為例，每一類AB PA可提供21 dBm峰值功率，比較其輸出功率，PA為峰值功率留出9 dB的裕量，可以滿足更多其他方面的需求。

解決鏈路預算挑戰后，在SUB-6GHz和毫米波中使用DPD，根據ADI的測試數據，在毫米波陣列中DPD帶來的節能功效并不明顯，但是元件數量會大大減少。這意味著在更高的功率輸出之外，大大降低陣列硬件成本并帶來更多的空間余量。

毫米波有源相控陣技術趨勢

縱觀市面上的毫米波有源相控陣器件，集成化不斷提高是最明顯的趨勢。其集成化主要集中在芯片和模塊化上。通過使用先進封裝技術和微系統集成工業，相控陣天線乃至后端射頻、數字處理部分都以一個完整的SIP和SoC出現。

瑞薩電子的相控陣有源波束成形IC系列里，每個波束形成IC都包含了多個獨立控制的有源通道，滿足電子掃描陣列天線（ESA）的元素級波形塑造要求，采用緊湊型IC提供平面BGA或QFN封裝，用以實現極小化相位陣列天線。值得一提的是瑞薩的動態陣列電源DAP、陣列傳感器ArraySense和高速波控RapidBeam等專有技術可滿足5G系統所需的所有波束形成功能，同時在任何硅技術中以高效率實現最高的線性射頻輸出功率。

向更高的頻段拓展也是大勢所趨，不管是通信領域的Ka波段、Q波段還是雷達領域的X波段、W波段乃至100GHz以上的頻段，廣闊的應用市場肯定會推動著技術向更高頻段發展。畢竟自動駕駛和智能感知領域對這類設備的需求還是相當火熱的。