JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 ETN.fi  Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise

Egentligen är det självklart: om man ersätter dagens analoga lösningar med digitala dito blir det billigare, energi­snålare och enklare att forma ­antennloben. Därmed kan mobilerna dra nytta av den enorma bandbredd som finns på millimetervågsområdet. Lösningen baseras på små digitala antenn­moduler och kommer från uppstartsföretaget BeammWave i Lund.

Idén 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 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.

Företaget har nyligen tagit in de första pengarna och verksam­heten håller på att skalas upp. Samtidigt byggs de första 5G-näten 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 millimetervågsområdet som hittills lanserats använder analog teknik för att forma loberna. De innehåller ett antal antenn­arrayer 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.

Dessutom är signalen ­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.

Förutom antenn 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.

Antenntekniken 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 somras tog företaget 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 fram på kvällar och helger och i viss mån på mjuka pengar. Det här är första gången vi plockar in riktiga investerarpengar, säger Bengt Lindoff.

Företaget sysselsätter motsvarande sex heltidstjänster och pengarna gör det möjligt att öka tempot. Bland annat håller man på att slutföra designen av rf-kretsen och räknar med att göra tape-out inom kort. Sedan tar det ungefär sex månader innan kretsarna är tillverkade och det går att testa konceptet praktiskt.

– Vi lever på simuleringar idag. Vi har våra första diskussioner med kunder och partners som snurrar på vilket stärker oss.

Målet är att tekniken ska finnas i mobiler år 2023 vilket i praktiken betyder att den måste finnas i mobilplattformarna ett till ett och ett halvt år tidigare.

BeammWave tänker dock inte sälja egna antennmoduler utan siktar på att licensiera tekniken till det relativt fåtal företag som utvecklar rf-delar eller kompletta mobilplattformar.

– Det finns lite olika integrationsmodeller vilket gör att vi vill lämna det öppet för kunderna att integrera på olika sätt, säger Stefan Svedberg.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Exakt hur mycket det kommer att kosta att addera antenntekniken vill han inte svara på men den ska blir billigare, kompaktare och energisnålare än dagens analoga lösningar.

– Vår ambition är att se till att om man gör 5G-terminaler så vill man ha den. Tittar man på användarfallen så bygger Verizon millimetervåg på alla fotbollsarenor i USA. Köper man då en 5G-mobil och inte får ­millimetervågstjänsterna blir man besviken.

Men antenntekniken kan också passa andra tillämpningar som kräver trådlös uppkoppling med stor bandbredd. Två givna kandidater är AR- och VR-glasögon.

– Vi tror att vi är först. Vad vi sett har ingen kommit längre, så vi har ett tidsfönster, säger Bengt Lindoff.

MER LÄSNING:
 
Pappersmagasinet Nyhetsbrev
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)