Table of Contents
ويطرح مضخم الطاقة الكهربائية (PAs) لخمسة شبكات متنقلة تحديات فريدة تتجاوز بكثير ما يصادفها في نظم الترددات المتوسطة والمتوسطة، ويزيد التحول إلى الترددات المميتة، وخطوط النطاق الأوسع، والحاجة إلى هياكل متعددة النواتج متعددة النواتج، وتضع متطلبات شديدة على الصمود والكفاءة، والإدارة شبه الحرارية التي يُستخدم فيها رقم 52 جهازاً لاستخلاص الطاقة.
التحديات الرئيسية في تصميم أجهزة تقوية القوة العاملة في 5G
إن إنشاء مضخم للطاقة يلبي مواصفات 5 زاي هو عمل متوازن ينطوي على عوامل متعددة مترابطة، ويؤثر كل تحد على أداء النظام عموما ويدفع بالخيارات في المواد والهيكل والتجهيز.
العملية العالية التردد والآثار الموازية
وفي ترددات الموجات المميتة فوق 24 جيهرتز، يرتفع عدد المترجمين إلى حد كبير، وتصبح المواهب والمواهب الطفيلية جزءاً أكبر من الاختراق المرغوب فيه، وتتجنب الطفيليات في الطرد، والأسلاك السندية، والوصلات بين الطوابق، كثيراً ما تؤدي إلى تدهور خطير في المكاسب والقدرة على الإنتاج.
تجارة النطاقات والخطوط
5G NR (New Radio) channels can be as wide as 100 MHz in sub-6 GHz bands and 400 MHz or more at millimeter-wave frequencies. Instantaneous bandwidth of that magnitude challenges the linearity of conventional PA designs. The amplifier’s ampluit-to-amplitude impacts (AM/AM)
كفاءة الطاقة والإدارة الحرارية
٥ زاي - يتعين على محطات القاعدة أن تقدم مستويات الطاقة من عدد قليل من الخاطىء إلى عدة عشرات من الخوخ لكل عنصر هوائي، حيث أن عشرات أو مئات العناصر في صفيحة هوائيات نشطة، فإن إجمالي استهلاك الطاقة في البلدان النامية يصبح هائلا، وأي تحسن في كفاءة السلطة الفلسطينية يقلل بصورة مباشرة من تكاليف التبريد، والمصروفات التشغيلية، والارتطام بالكربون، ويجب أن تعمل السلطة الفلسطينية في أعلى مستوى من نسبة الطاقة إلى متوسط القوة )PAPRD(
النزاهة في الإشارة والحد من عوامل الخلل
وتتمتع مخططات التعديل المستخدمة في 5 زاي، مثل إدارة الدعم الميداني وإدارة الدعم الميداني وإدارة الدعم الميداني وإدارة الدعم الميداني وإدارة الدعم الميداني، بمستوى عال من إعادة تقييم الأداء، مما يرغم السلطة الفلسطينية على التراجع بدرجة كبيرة عن قدرتها على الإنتاج المشبعة لتجنب التقلص وإعادة النمو الطفيف.
التكامل بين النظم وتعبئة العبوات
وفي صفائف ضخمة من هذه المنظمة، يجب أن تكون السلطة الفلسطينية قريبة من عنصر الهوائي للتقليل إلى أدنى حد من الخسائر في خط الوجبات، وهذا يتطلب مجموعة متكاملة للغاية تجمع بين السلطة الفلسطينية، ومضخة منخفضة الدقة، ومفاتيح في مشهد مدمج مع قدرة على السير الحراري ممتازة، وتركيب الشظايا، وتعبئة المروحية على مستوى عال، وعبر قنوات الوصل السريع (SVs) هي نهج مشتركة.
Advanced Semiconductor Technologies for 5G PAs
واختيار المواد شبه الموصلية هو أساس أي تصميم للسلطة الفلسطينية، وبالنسبة لخمسة آلاف، فإن العديد من التكنولوجيات تتنافس على أساس كثافة الطاقة والكفاءة ونطاق التردد والتكلفة.
Gallium Nitride (GaN) and Silicon Carbide (SiC)
وشركة " غالايوم نتاريد " في سيليكون كاربيد (GaN-on-SiC) هي التكنولوجيا المهيمنة لمحطة قاعدية عالية القوة فوق 6 جيهرتز، وتوفر شركة GN درجة أعلى من كثافة الطاقة مقارنة بمحطة غلييوم (GaAs) والسيلكون، بالإضافة إلى ارتفاع عدد مرات التحلل إلى 100 درجة مئوية.
Indium Phosphide (InP) and Silicon Germanium (SiGe)
وبالنسبة إلى أعلى مستويات الترددات الموجة من الأمتار (فوق 40 جيهرتز)، فإن أجهزة التبريد ذات القطبين التابعة لشركة إن بي، توفر أفضل مزيج من السرعة والقدرة على الإنتاج، وكثيرا ما تستخدم هذه الأجهزة في معدات الاختبار ووصلات التخلف العالية، غير أنها تتطلب خطوات عملية باهظة الثمن وأقل قوة بالنسبة للبنية التحتية التجارية.
Comparing Technologies for Sub-6 GHz vs. mmWave
وفيما عدا ٦ جيهرتز، كانت الرابطة الدولية لسواتل الملاحة )الموصل شبه الموصل الموزع بالأكسدة المعدنية على نحو غير منتظم( هي مجموعة العمل لسنوات، ولكن هذه الشبكة تستبدل بشبكة غاين الوطنية لأفضل كفاءة وزوارقها، ولا يمكن أن تكون هذه المركبات ذات القدرة العالية على الحركة الكهربائية)٥(.
تقنيات تصميم الدوائر الابتكارية
وحتى مع المترجمين الممتازين، فإن طب الطبوغرافيا على مستوى الدوائر والتصويبات على مستوى المنظومة أمران حاسمان لتحقيق أهداف الأداء على مستوى 5 زاي.
Doherty Power Amplifiers
أما هيكل دوهرتي فلا يزال العمود الفقري لأجهزة قياس القاعدة الحديثة، نظراً لقدرتها على الحفاظ على كفاءة عالية على نطاق واسع من الطاقة الإنتاجية، ففي طريق نموذجي من نوع دوهرتي، يكون الناقل (المعظم) مضخماً في درجة البكالوريوس، بينما يميل المضخم إلى درجة أعلى في درجة في درجة حرارة الترميز.
تعقب المظروف (ET) ومتوسط تعقب الطاقة
ويُعدّل التتبع المظروف دينامياً حجم إمدادات السلطة الفلسطينية ليتبع الظرف الفوري للإشارة إلى الترددات الترددية، ويكفل أن يعمل المترجم دائماً في مجال التشبع من أجل أقصى قدر من الكفاءة، ويمكن لهذا النهج أن يعزز الكفاءة بنسبة 10-15 نقطة مئوية من عمليات الإمداد الثابت، أما بالنسبة لأسعار الصرف المعدلة حسب الأسعار، فتعتمد على نطاق واسع، ولكن بالنسبة لمستويات الطاقة الأساسية، فإن الخسائر في معامل التحميل الحراري المكئي، ومتوسط المطلوب.
التحلل الرقمي مع تعلم الآلات
ويستخدم الإفتراض الرقمي جهاز الموجة الأساسية لإنشاء وظيفة نقل عكسية من عدم خطية السلطة الفلسطينية، بحيث يبدو التعاقب خطيا، وبالنسبة لخمسة آلاف، يجب أن تعمل إدارة التنمية مع تحديد النطاقات الترددية حتى خمس مرات نتيجة لزوم المنتجات غير القابلة للاختراق.
تعديل مواقع الطلب والتدريج
وفيما عدا دورتي، يجري إعادة النظر في تقنيات تعديل الحمولة مثل الإلغاء التدريجي للشحنات وجهاز الاستنشاق (التعديل العرضي) على مدار الساعة، وفي مرحلة الإلغاء، فإن اثنين من البطاقات المتطابقة التي تُدفع مع إشارات متحركة تدريجيا تجمع بين الطاقة في رباط رباعي، ويتحكم في حجم الناتج الفرق في المرحلة، مما يسمح لكلا الهيئتين بإجراء تغييرات في الكفاءة القصوى في حين أن الإشارة مجتمعة
النظر في وضع الهياكل الأساسية على مستوى المنظومة
Atenna Arrays and Beamforming
وفي بعثة الرصد المتعددة الجنسيات، تقود كل سلطة من هذه السلطة عنصراً من عناصر الهوائي الفردية، وتُعدل مرحلة كل سلطة وحجمها بحيث تشكل شعاعاً توجيهياً، ويستلزم التخزين رقابة صارمة على السعة من السلطة الفلسطينية إلى السلطة الفلسطينية، والاتساق التدريجي، حيث يبلغ حجمها 0.5 باء ودرجتان، عادة، كما أن درجات الحرارة عبر المجموعة يمكن أن تسبب في حدوث خطأ كبير، وبالتالي فإن عوامل التقلب في درجة الحرارة المحيطة بالجهازية، وثبات، هي عوامل متكاملة.
الاختبار والمعايرة على مستوى العالم
ونظراً لأن ٥ جي بيزو مدمج في جمعية الهوائيات، فإن الاختبارات التقليدية التي تجرى عن طريق موصل لم تعد ممكنة، إذ يلزم إجراء اختبارات على الهواء لقياس الانبعاثات الناجمة عن التحلل الحراري، والأشعة فوق البنفسجية، والانبعاثات الخافضة، كما أن عمليات المعايرة تحقن مسارات الاختبار المعروفة وتستخدم التغذية المرتدة من جهاز استقبال لتعديل مكسب كل شركة من شركات القطاع العام ومرحلة الاختبارات التي تجرى في المصانعها وتكرارها في أثناء العمل باستخدام مجموعات قياسات المشابهة.
الاتجاهات المستقبلية والحلول الناشئة
AI-Optimized Bias Control
ويجري تطبيق التعلم في مجال الآلات على مراقبة التحيز في السلطة الفلسطينية من أجل تحقيق أقصى قدر من الكفاءة لنمط معين من حركة المرور، ومن خلال رصد القياسات الرئيسية (المعدلات الحالية، ودرجة الحرارة، ودرجة الحرارة، والحركة الإلكترونية)، يمكن لمراقبي أجهزة الاستخبارات أن يعدل تحيزا البوابة، أو فولتاج الإمدادات، أو تبديل الأجهزة في الدول للحفاظ على الأداء الأمثل دون تدخل من جانب المشغلين، وقد أظهرت الخوارزميات التعليمية المعززة تحسنا في الكفاءة بنسبة تتراوح بين 5 و10 في التجارب المختبرية في ظروف مختلفة من حيث التحميل.
المواد المتقدمة خارج الشبكة
ويقوم الباحثون بالتحقيق في نيتريد الألمنيوم (AlGaN) الذي يحتوي على كميات أكبر من الغاز الإلكتروني من ثنائي الأبعاد، كما أنه قد يؤدي إلى خفض أكبر في كمية الغازات، كما أن أكسيد الغاليوم (Ga2 (O) 3، رغم أن تركيبات الماس الفرعية تقدم
خاتمة
وتشتمل عمليات توسيع نطاق الطاقة لشبكة 5G على التغلب على العقبات التقنية الهامة المتصلة بالعمليات ذات التردد العالي، وسلاسل النطاق الترددي القصوى، وميزانيات التسلسل الصارم، وأهداف الكفاءة الصارمة، ومن خلال التقدم في المواد شبه الموصلات ذات النطاق الواسع مثل GN و InP، إلى جانب هياكل الدوائر المبتكرة مثل دورتي، وتتبع العجلات، والاختبار الرقمي، فإن البنى التحتية للأجهزة الأساسية للأجهزة العاملة بالأجهزة.
External Resources:]
- Gallium Nitride Technology Overview – Microwaves101]
- Envelope Tracking for 5G Power Amplifiers – Analog Devices]
- 5G Challenges and Solutions for Power Amplifiers – Qorvo]
- IEE: Doherty Power Amplifier Techniques for 5G (subscription may be required)]
- Over-the-Air Testing of 5G Power Amplifiers – Keysight (PDF)]