现在考虑元件增加时天线Tx系统的功耗 ， 如图3所示 。 同预期一样 ， 功耗与天线增益成反比关系 ， 但有一个限值 。 超过数百元件时 ， PA的功耗不再占主导地位 ， 导致效益递减 。
图3. 天线增益与天线Tx部分直流功耗的关系
整个系统的功耗如图4所示（包括发射机和接收机） 。 同预期一样 ， 接收机的功耗随着RF链的增加而线性提高 。 若将不断下降的Tx功耗曲线叠加在不断上升的Rx功耗曲线上 ， 我们会观察到一个最低功耗区域 。
图4. 整个天线阵列的直流功耗与天线增益的关系
本例中 ， 最低值出现在大约128个元件时 。 回顾图2给出的技术图 ， 要利用128个元件实现60 dBm的EIRP ， 最佳PA技术是GaAs 。 虽然使用GaAs PA可以实现最低的天线功耗和60 dBm EIRP ， 但这可能无法满足系统设计的全部要求 。 前面提到 ， 很多情况下要求将RFIC放在天线元件的λ/2间距以内 。 使用GaAs发射/接收模块可提供所需的性能 ， 但不满足尺寸约束条件 。 为了利用GaAs发射/接收模块 ， 需要采用其他封装和布线方案 。
优先选择可能是增加天线元件数量以使用集成到RFIC中的SiGe BiCMOS功率放大器 。 图4显示 ， 若将元件数量加倍 ， 达到约256 时 ， SiGe放大器便能满足输出功率要求 。 功耗的增幅很小 ， 而且可以把SiGe BiCMOS RFIC放到天线元件 (28 GHz) 的λ/2间距以内 。
将这一做法扩展到CMOS ， 我们发现CMOS也能实现整体60 dBm EIRP ， 但从技术图看 ， 元件数量还要加倍 。 因此 ， 这种方案会导致尺寸和功耗增加 ， 考虑到电流技术限制 ， CMOS方法不是可行的选择 。
我们的分析表明：同时考虑功耗和集成尺寸的话 ， 当前实现60 dBm EIRP天线的最佳方案是将SiGe BiCMOS技术集成到RFIC中 。 然而 ， 如果考虑将更低功耗的天线用于CPE ， 那么CMOS当然是可行的方案 。
这一分析是基于当前可用技术 ， 但毫米波硅工艺和设计技术正在取得重大进步 。 我们预计未来的硅工艺会有更好的能效和更高的输出功率能力 ， 将能实现更小的尺寸并进一步优化天线尺寸 。
随着5G的到来日益临近 ， 设计人员将持续遇到挑战 。 为毫米波无线电应用确定最佳技术方案时 ， 考虑信号链的所有方面和不同IC工艺的各种优势是有益的 。 随着5G生态系统不断发展 ， ADI公司依托独有的比特到毫米波能力 ， 致力于为客户提供广泛的技术组合（包括各种电路设计工艺）和系统化方法 。
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