יסודות של אדריכלות דוהרטית Amplifier

המגבר הדורטי, אשר נוצר לראשונה על ידי ויליאם ה' דורטי בשנת 1936 במעבדות בל טלפוניות, עבר רנסנס מדהים בתשתיות אלחוטיות מודרניות שפותחו במקור עבור משדרים עתירי כוח גבוה, אדריכלות זו כיום יוצרת את עמוד השדרה של רמות יעילות-encing באופן משמעותי ב 4G ו-5G כוח בסיס כוח מגבר.

מסורתי Class AB מגבר, בעוד ליניארי, סובל מירידה חדה ביעילות כמו כוח הפלט מגובה - בעיקר מצב התפעול השולט אותות סלולריים מודרניים.אדריכלות דוהרטי מתגבר על זה על ידי הבטחת כי ברמות כוח נמוכות רק המגבר הראשי הוא פעיל, פועל או קרוב לנקודת יעילות השיא שלו.

המונחים: Versus Peaking Amplifier

המגבר העיקרי הוא בדרך כלל מוטה בכיתה א (או לפעמים דרגה B) לספק לינאריות טובה ברמות כוח נמוכות.זה נועד לטפל ברוב כוח האות במהלך פעולה נורמלית. המגבר העליון, מצד שני, הוא מוטה בכיתה C כך שהוא נשאר כבוי (או כמעט כבוי) עבור רמות קלט נמוכות. כאשר האות עולה על סף (בדרך כלל 6B), הן בולטות למטה כוח דרמטי, הן כדי להפוך את התפוקה קריטית על מנת להפוך את התפוקה המדויקת של ירידה).

רשת Inverting Network

מרכז לפעילות של מגבר דוהרטי הוא רשת מונעת, בדרך כלל קו שידור של גלי רבע-גל ממוקם בפלט של המגבר הראשי.רשת זו משנה את ההתמרמרות העיקרית של המגבר הראשי באופן כזה שבכוח נמוך (מצטבר), המגבר הראשי רואה את היעילות שלו.

מדוע מגברי דוהרטי הם חיוניים ל-4G ו-5G רשתות

המעבר מ 3G ל- 4G LTE וכעת ל-5G NR הביא לשינוי יסודי בטבעם של אותות המועברים. סטנדרטים תאיים מוקדמים השתמשו במודולציות קבועות של envel (למשל, GMSK של GSM) המאפשרים למגברי חשמל לפעול קרוב ליעילות גבוהה יותר של תדרי רדיו (OD12) לשימוש ב- 7GHDR-L) כדי למנוע מטווח חשמל גבוה יותר, לעתים קרובות, עם יעילות גבוהה יותר של חשמל.

High Peak-to-Average Power Ratio

אותות 5G NR, במיוחד אלה המשתמשים 256-QAM או הזמנות מודולציה גבוהות יותר, להציג את הרש"פ של 8-12 dB. יכולת המגבר הדוהרטי לשמור על יעילות גבוהה ב 6-10 dB בחזרה ישירות כתובות דרישה זו.בפריסות מקרו-12 רבות, כוח התפוקה הממוצע הוא בין 20-40% מכוח השיא, אשר מתאים לאזור שבו דוה"ח ביעילות מספק חשמל תפעולי של תאים ניידים ל- 5.

יעילות ב-Back-Off Power Levels

יעילות בגיבוי היא המדד המגדיר של כוח התחנה הבסיסית מגבר.אדריכלות דוהרטית משיגה יעילות תיאורטית של 78.5% בכוח מלא ועדיין שומרת על יעילות 60–65% ב-6 dB לאחור-off, הרבה יותר מ-A Class AB מגבר של 30–35% באותו גב.

דרישות קונאריות

בעוד יעילות היא קריטית, לינאריות אות לא ניתן לפשר.המגבר הדורטי מציג באופן חד-משמעי כמה לא ליניאריות בשל התנהגות המעבר של המגבר העליון ולהשיג אי-התאמה בין שני הנתיבים.עם זאת, עם עיצוב זהיר והשימוש בטכניקות לינאריזציה מתקדמות כגון מפרטי טרום-התאמה דיגיטלית (D), דוגמיות דוהרטיות יכולות להשיג את הטוהר הספקטרום הנדרש עבור 5G למעשה פליטות משולבות.

אתגרים בתחנות הבסיס המודרניות

למרות האימוץ הנרחב שלה, המגבר הדורטי מציג קבוצה של אתגרים טכניים שמהנדסי RF צריכים לנווט בעת תכנון תחנות בסיס 4G ו-5G. האתגרים האלה הופכים להיות יותר חריפים ככל שתדירות התפעולית עולה ללהקות גלי המילימטר עבור 5G ומעבר.

גבולות בנדיוויים

מגברי דוהרטי מסורתיים מסתמכים על מעכבי גלים בגודל של רבע גלים, אשר הם מכשירים צרים מטבעם של 4G LTE הרץ כי אורך 70-100 MHz, זה מקובל, אבל עבור 5G להקות GHz 5G-6 GHz אשר עשויים לכסות 200-400 Mance או יותר, רוחב הפס הופך מחוספס משמעותי. מהנדסים פיתחה מספר טכניקות כדי להרחיב את רוחב הפס של Doher-6, כולל קווי רוחב פס מתקדמים, כולל מנטר מתקדמות, אשר מנטרט, אשר הפכו ממריצים, אשר הפכו מנטה, אשר הפכו ממריצים מתקדמים, ומשלבים מתקדמים, ממריצים, 000, מנטה, 000, 000, מנטרים מתקדמים, 000, ממטרים מתקדמים, ממריצים, מנטרים מתקדמים, מהפך מהפך מנטרים מתקדמים, 000.

שילוב של Network Complexity

רשת משלבת חייבת במקביל לספק סטיות סטיות, היערכות שלב נאותה, אובדן החדר התחתון.כל סטייה גורמת יעילות מופחתת או לינאריות. בתדרי גלי מילימטר (למשל, 28 GHz, 39 GHz עבור 5G), קווי השידור של גלי הרבע-GR הופכים קטנים מאוד - על סדר כמה מ"מ - ואפקטים סינתטיים שלהם הפכו לסובלנות רבה יותר ל-GpI מופעלים על ידי שימוש בטכניקות של סיליקון-Gp) עם יעילות נמוכה יותר (RicOS) עם כמה ממריצים נמוכה יותר ויותר) על ידי שימוש בטכניקות DIp-DOS-DOS-DOS-D.

ניהול ארס

אפילו עם 70% יעילות ניקוז, 200-300 כוח שיא W גובה כוח דוהרטי עדיין מתפזר חום משמעותי.המגבר הראשי, הפועל ברציפות, חווה מתח תרמי שונה מאשר המגבר העליון, אשר רק מפעיל במהלך התפרצויות כוח גבוה.המגף Dormal רכיבה על אופניים ללא אחידות על פני הטרנזיסיסטורים יכול לקלקל אמינות ובסיס לינארי חייב לשלב פתרונות תרמיים כגון חימום תרמיים, כמו גם חומרים נוזליים, כמו גם חומרים חום אחד, גם כן, שני חומרים חום אחד, 000.

אדריכלות מתקדמת וטכניקות מיגנציה

כדי להתגבר על המגבלות הטנטוניות של הטופולוגיה המסורתית של דוהרטי, חוקרים ותעשייה פיתחו שורה של וריאציות מתקדמות. חידושים אלה מאפשרים למגברי דוהרטי לעמוד במפרט התובעני של תחנות בסיס 4G ו-5G תוך שמירה על על על על על עלות תחרותית וגודל.

Aסימטרי ורב-שלב Doherty

במגפת דוהרטי סימטרית, המגבר הראשי והפסגות יש את אותו גודל המכשיר ויכולת כוח התפוקה. עם זאת, אפקט הפחתת העומס הוא היעיל ביותר כאשר המגבר העליון גדול יותר מאשר המגבר העיקרי, בדרך כלל עד 1.5 פעמים גדול יותר, זה תצורה דורטי מרחיב את טווח היעילות הגבוהה לדרגה עמוקה יותר - 8B - לעתים קרובות יותר מהפך גבוה יותר של 14% יותר.

המונחים:

(D) קדמה דיגיטלית (DPD) הפכה לוויה חיוני למגירים דוהרטיים בתחנות הבסיס.DPD פועל על ידי יצירת מודל הפוך של התנהגות לא ליניארית של המגבר ועיבוד אות הבסיס לפצות על עיוות שהוצג על ידי מערכת DPD המודרנית DPD יכול לתקן עבור AM-AM ו- AM-PM, אפקטים זיכרון, ואפילו צולב בתצורה של מערכת DMODFDI (DR) עם דרישות בדיקה קפדנית יותר.

שימוש ב- GaN ו-Over Bandgap Semiconductors

האימוץ של מכשירי גליום ניטריד (GaN) גבוה אלקטרון-מוביליות (HEMT) היה גורם מרכזי עבור מגברי Doherty מודרניים. GaN מציעה מתח התמוטטות גבוה, צפיפות גבוהה הנוכחית, וכובע צנחן צנחני נמוך, המאפשרת Doherty להשיג תפוק גבוה -500 W) בתדרים זהב עם יעילות רבה.

מגמות וחדשנות עתידיים

בעוד תעשיית האלחוטית נעה לעבר 5G מתקדם ובסופו של דבר 6G, הארכיטקטורה של המגבר הדוהרטי תמשיך להתפתח, שילוב עם טכניקות אחרות של יעילות-הההההה והתאמת למשטרים חדשים.

שילוב עם Envelope Tracking

מעקב אחר Envelope (ET) הוא טכניקה נפרדת המאמת את מתח ההיצע של מתגי הכוח בזמן אמת לעקוב אחר המעטפה של אות RF.כאשר בשילוב עם ההגברה דוהרטי, ET יכול לשפר את היעילות נוספת, במיוחד ברמות האחוריות העמוקות ביותר.עם זאת, ארכיטקטורת Doherty כבר מספקת יעילות רבה לאחור, כך היתרונות של ET הוא כמה חוקרים מתקדמים (מתאים מתקדמים) עם טווח מהיר יותר, כאשר הוא מקבל גישה מהירה מאוד, כאשר הוא מקבל גישה מהירה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000, 000, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000, 000, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 רחב יותר, 000 רחב יותר

המונחים: Massive MIMO and Beamforming

תחנות בסיס Massive MIMO להשתמש בעשרות או אפילו מאות אלמנטים אנטנה, כל אחד עם שרשרת transceiver שלה. Power amplifiers במערכות MIMO מסיבי חייב להיות משולב מאוד ועלויות נמוכות, לעתים קרובות מוביל לשימוש של מגבר Doherty יעיל מאוד אופטימיזציה של Doherty בדרך משדרת 1, עם מגמה לעבר ניתוח גל מ"מ, CM-Doher מבוסס Doher מגבר משולב ישירות לתוך סימולציה של 5GFer, 000 מבטיח ל-41 מעלות צלזיוס.

6G

6G צפוי לדחוף לתוך טווח תת-THz (100-300 GHz) ודורש אפילו רוחב פס רחב יותר (multiple ג'יגה'הרץ) בתדרים אלה, ארכיטקטורת הדורטי ניצבת בפני אתגרים בסיסיים כי הכשלונות הגלים למחצה הופכים לעומסים קצרים והפסדים ביותר.PR חדש על בסיס הפשטות מבוזרת, גלימות נודדות, והשימוש בצורות גבוהות של חומר אנאלפביתי עשוי להתמקד באופן מלא, בנוסף לשיטות דיגיטליות, שעשויות, שעשויות, כמו גם כן, עשויות להתמקדות באופן משמעותי, כמו גם באפקטיביות, הן יכולות להתמקדות, הן באפקטיביות באופן מלא, הן באפקטיביות באופן משמעותי, הן באפקטיביות, הן בטכניקות אלגנטיות באופן מלא, הן יכולות להתמקדות, והן באפקטיביות באופן עצמאי.

מסקנה

הארכיטקטורה של הדורטי הוכיחה להיות אחד ההחידושים המשפיעים ביותר בקרינת כוח RF, המגבר על תשתיות סלולריות.על ידי שילוב של שני מגברים באמצעות עומס, הוא משיג יעילות שאין כמותה ברמות הכוח האחוריות השולטות ב-4G ו-5G אותות, בעוד אתגרים כגון רוחב פס ועיצוב מורכבות, טכניקות מתקדמות כמו סימטרית להתנצלות, לשיטות דיגיטליות, כמו גם לחיקוי כוח עליון, כמו גם עבור מערכות כוח עליון, כמו גם עבור מערכות כוח עליון, כמו גם עבור מערכות כוח עליון, כמו גם דרישות לטווח גבוה יותר.