Küçük Hücre ve Das Deployments için Rf Amplifier Technologies'in Evrimi

Kablosuz ağların hızlı bir şekilde birleşimi, ağların kenarına yönlendirilmiş ve sinyal sistemlerinin (DAS) güvenli, yüksek kapasiteli bir şekilde yer almasını sağlamak için gerekli olan basitleştirilmiş sistemlere ve diğer yüksek çözünürlükteki ortamların üzerindeki radyo frekansına (RF) altyapıya sahip olmak için, bu sistemlerin kenarlarında, RF yükselteçli yükselteçli sistemlerin (DAS) güvenilir, güvenli olmayan tümleşik erişim için gerekli araçlar olarak ortaya çıktı.

Erken RF Ampirasyon Teknolojileri: Vakumlu Tubes'tan Katı Devlet Vakıflarına

En erken RF amplifikatörler dağıtılmış anten sistemleri ve erken hücresel tekrarlayıcılar, vakum tüpü teknolojisine dayanıyordu ve bu da desteklenebilir ve AMPS ve erken GSM'nin analog çağında - ancak önemli dezavantajlar ile geldi.Bu kısıtlamalar fiziksel olarak büyük, muazzam ısı, gerekli yüksek gerilimli güç malzemeleriydi ve zayıf lineerlikten muzdaripti.

1990'larda sağlam devlet transistörlerine geçiş önemli bir dönüm noktası haline geldi. Silikon bipolar kavistleri (BJTs) ve daha sonra, yüksek enerji verimliliği (dövücüler için) transistörleri (düşükücüler) daha küçük ayak izi, daha düşük işletim gerilimleri ve özellikle de gelişmiş güvenilirlik sağlarken, küçük LDS için hücresel temel istasyon yükselteçleri neredeyse iki yıl boyunca daha düşük maliyetli hale getirdi.

2000'lerin başlarında, silikon tabanlı yükselteçlerin kısıtlamaları, yeni yarı iletken malzemeler ve yükselteç mimarisi için bir şişeye dönüştü.

Amplifier Design: GaAs, GaN ve LDMOS Evolution

1990'ların sonlarında galium arsenide (GaAs) transistörlerin tanıtılması, yüksek frekanslı performans ve lineerlik ile sınırlıydı. GaAs cihazlar silikondan daha yüksek elektron hareketliliğini sergiledi, iki GHz'nin üzerindeki frekanslarda verimli çalışmasını sağladı - birçok küçük hücre ve DAS sistemleri faaliyette bulundu.

Gerçek atılım, 2010'larda galyum nitride (GaN) transistörlerin ticarileştirilmesi ile geldi. GaN-on- ⁇ ve GaN-on-carbide cihazları, yüksek enerji yoğunluğu, geniş bantlar ve çok düşük verimlilikle eşleşebilir. tek bir GaN transistöratör, karşılaştırılabilir bir LDG cihazının boyutunun bir kısmını sağlayarak 50-100 watt'ı birden çok frekans bandında verimli bir şekilde teslim edebilir.

Bu aynı dönemde, LDMOS teknolojisi hala ayakta durmadı. Gelişmiş LDMOS varyantları, özellikle 5G orta bant ve mmWave dağıtımları için tercih edilen, daha yüksek verimlilik ve daha iyi lineerlik elde etti. Ancak, LDMOS daha düşük frekans performansı ve daha yüksek çıktı kapasitesi ile doğal olarak sınırlı kaldı, GaN yeni küçük hücre ve DAS tasarımları için tercih etti, özellikle 5G orta bant ve mmWave dağıtımları için.

GaN'nin benimsenmesi, ambalaj ve termal yönetimde gelişmelerle daha da hızlandırıldı. Modern GaN amplifikatörler genellikle Flip-çiçekli monte, entegre ısı battıları ve yüksek çevrede güvenilir çalışmalarına izin veren gelişmiş termal arayüz malzemeleri. Sonuç olarak, GaN tabanlı yükselteçler 2020'den itibaren en yeni küçük hücre ve DAS tesisatları için standart haline geldi.

[FONT:0)Not: RF güçteki yarı iletken malzemelerin daha derin bir teknik karşılaştırması için, ESD 1'deMouser Electronics rehberi GaN vs. LDMOS) erişilebilir bir genel bakış sunar.[DDD][/FONT=FONT=FONT=FONT=FONT=TR][/FONT=3][/FONT][/FONT=)

Modern RF amplifü Teknolojisi: SSPAs, Doherty, ve Digital Intelligence

Katı devlet gücü amplifatörler (SSPAs)

Bugün, küçük hücre ve DAS RF yükselteçlerinin büyük çoğunluğu sağlam devlet güç yükselteçleri (SSPAs) GaN veya gelişmiş LDMOS cihazları için inşa edilmiş ve DAS yükselteçleri, daha büyük kapsama alanları hizmet etmek için 20-100 watt üretebilirler.

Doherty Architecture

Modern RF amplifikasyondaki en önemli mimari yeniliklerden biri, Sınıf AB'de ve düşük maliyetli bir sinyal seviyelerinde icat edilen, Doherty topolojinin ortalama verimliliğini dramatik bir şekilde artırırken -% 50-60'a kadar -düşük bir yükselteçli sinyal seviyesi için kullanılan modları ve daha düşük seviyeli bir sürücüyü çalıştırarak, yüksek enerji tasarrufu sağlar.Bu yapılandırma işlemi genellikle yüksek enerji verimliliği artırır - bu konfigürasyonu önemli ölçüde azalır -% 30-40'tan 50-60'a kadar -% 50-60'a kadar - LTE ve 5G'de kullanılan modlu sinyalleri çalıştırılır.

En Geliştirme İzleme ve Dijital Predistortion

Daha fazla verimlilik kazanımlar, USB izleme (ET) ve dijital predistortion (DPD) ile elde edilir.In Developmente takip dinamik olarak, yükselticinin tedarik gerilimini anında RF sinyalinin zarfına uyması için, yükselteçin tüm zamanların en yüksek verimlilik noktasına yakın çalışmasını sağlar. DPD, diğer yandan, yüksek sipariş modülasyon programları için dijital sinyal işlemeyi kullanır.Invelope the input signal in the default's supply operator.When together, ET and DPD can push the developer run over its top level.Dity-ken, high-orderulation modulation (d) ve 1024QAM gibi kullanılan bir şekilde kullanır.

Modern küçük hücre ve DAS entegre devreler (ICs) şimdi RF güç transistörünü birleştirir, DPD motoru ve ET modülü, küçük bir çip veya modüle özel olarak optimize edilmiş bir şekilde, çok bantlı yükselteçlerin tasarımını azaltır. Örneğin, ESFLT:0)Analog Cihazları RF güçlendiricisi portföyü)

Gelişmiş Soğutma ve Form Faktör Yeniliği

Termal yönetim küçük hücre ve DAS dağıtımlarında önemli bir meydan okumadır, yükselteçler genellikle sınırlı hava akışı ile uzaylarda kurulur - tavan plenums, ışık kutupları veya ekipman odaları gibi. Modern trend, tamamen mühürlenmiş, buhar odaları ve zorlanmış bir mikro-fans ile yüksek güç için sıvı soğutmayı da güçlendirmiştir. Bazı üreticiler yüksek güç DAS yükselteçleri için sıvı soğutmayı da kabul ederler, ancak bu küçük hücrelerde daha az yaygındır.

Küçük Hücre ve DAS için Modern RF Amplifiers'in temel özellikleri

Yukarıda açıklanan teknolojiler üzerine inşa etmek, küçük hücre ve DAS için çağdaş RF yükselteçleri, yoğun, multi-oper, multi-band ortamları için uygun hale getiren birkaç temel özellik paylaşıyor.

RF Amplifier Technology

5G 5G'nin 5G'ye doğru geliştikçe, RF yükselteçleri üzerindeki talepler sadece yoğunlaşacaktır. Birkaç ortaya çıkan trend, bir sonraki küçük hücre ve DAS amplifikatörü tasarımının nesli tanımlanacaktır.

AI-Driven Adaptif Amplifiers

Makine öğrenme algoritmaları, yükselticinin dijital kontrol döngüsü içinde kullanılmaya başlıyor. DPD için sabit göz masalarını kullanmaktan ziyade, AI modelleri, sıcaklık, tedarik gerilimi ve giriş sinyali istatistiklerine kıyasla gerçek zamanlı olarak adapte edilebilir. Bu daha geniş bir çalışma koşullarındaki doğrusallığı ve verimliliği daha da artırabilir.Bazı araştırmalar, güç tüketimini 10 ila 15% geleneksel polinom DPD ile karşılaştıran DPD.

[FONT=0]In more information on AI's role in RF front-end Optimizasyon, see theETHFLT:1), Microwave Journal article on machine learning for RF powerifiers).

Yeni yarı iletken Malzemeler: GaN-on-SiC ve Öteki

GaN-on- ⁇ ana akım haline geldi, GaN-on- ⁇ -carbide (GaN-on-SiC) daha yüksek termal iletkenlik ve mmWave frekanslarında daha iyi performans sunuyor. Bu substrat materyali hızla 28 GHz ve 39 küçük cepli cepli yükselteçleri için yol alıyor olsa da, yüksek frekanslarda güç yoğunluğu ve verimliliği daha ileri bakıyor.

Anten ve Beamform ile entegrasyon

Büyük MIMO aktif anten sistemleri (AAS) - 5G küçük hücrelerde eşleştirilmiş yükselteçmiş yükseltici ve düşük güçlendirici modülleri olarak aynı paketi daha da entegre eder.Bu eğilim, yüksek entegre RF cephesi için, yüksek çözünürlükte 5G için, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yükseltilir.For DAS için, yüksek güçlendirici modülleri doğrudan her anten elemanının arkasına yerleştirilir ve yazılım tanımlı kapsamaz.

Sürdürülebilirlik ve Enerji Enerji

Operatörler, ağlarının karbon ayak izinini azaltmak için giderek artan baskı altındadır. Sonraki nesil RF amplifikatörler, ortalama güç koruma seviyelerindeki düşük gerilim sensörlerine ihtiyaç duyacaklardır.Çok seviyeli dönüştürücüler ve geniş bantlı cihazlar kullanımı zaten bu hedefe yaklaşmaktadır. Bazı araştırmalar, enerji yükselteçlerinden düşük gerilim sensörlerinin düşük enerji tasarrufuna sahip enerji tasarrufuna sahip enerji tasarrufuna sahip olan ısıtılması olasılığını araştırıyor.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

RF amplifik teknolojilerinin evrimi, küçük hücre ve DAS ağlarının hızlı büyümesini sağlamak için araçsal olarak tasarlanmıştır. Kapasite taleplerle tanışmaya devam ederken, RF yükselteçleri, AI-enhanced GaN modülleri, her teknoloji, yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan yüksek çözünürlükte olan dijital kontrole odaklanacaktır.

[FONT:0] Küçük hücre dağıtım sorunları hakkında daha geniş bir bakış açısı için, [[Döneticileri: 5G Amerika küçük hücreler üzerinde beyaz kağıt ) RF amplifikasyonun genel radyo mimarisinde rolü üzerine değerli bir bağlam sunar.).