Rf Amplifier In Trendleri 5g Nr Altyapısı için Gelişen Trendler

5G Yeni Radyo (NR) altyapı, ilk dağıtımlardan geniş çaplı bir şekilde hareket eder ve bu yükselteçlerin entegrasyonu - yarı iletken bant genişliği, yüksek sipariş modularını destekler - aynı anda maliyet-maliyetli, yüksek performanslı 5G önceki ağlarından daha kompakt olan yükselteçler için kritik bir yükselteçmişler haline gelir.Bu makaleler için RF güçlendiricileri - yarı iletkenleri, uyumlu ağları, dijital kontrolleri ve termal yönetimi tek bir modüle dönüştürür - 5G yükselteçmişleri için güvenli bir şekilde inceler.

Mimari Evrim: Single-Bitişten Çok-Mode Entegrasyonuna Sonlandı

Geleneksel makro-telif yükselteçler genellikle yüksek ortalama verimliliğini sürdürürken, üst düzey dolaşım yükselticileri ve izostatik yükselteçleri yönetmek için kullanılır. 5G NR, ancak, yüksek ortalama verimliliği korumak için 10 dB'yi aşan mimarlık oranlarına ihtiyaç duyar. Üç entegrasyon stratejisi baskın olarak ortaya çıktı: asimetrik Doherty yükselticileri, takip (ET), ve yük devre dışı dengeli yükseltici yükseltici yükselteçli yükselteçli yükselteçli yükselteçli yükselteçli yükselteçli yükselteç yükselteç yükselteçli yükselteçli yükselteç yükselteç yükselteç yükselteç yükselteç yükselteç yükselteç yükselteçli yükselteç yükselteç yükselteçli yükselteçler.

Kompakt Multi-Chip Modüllerde Doherty Amplifiers in Compact Multi-Chip Modüller

Doherty mimarisi, on yıllar önce öncül, tek bir paketle 5G için yeniden düşünülmüş durumda.Rom nitrit mikrodalga bütünleşik devre (MMIC) entegrasyonu. Modern Doherty modülleri, taşıyıcı ve üst düzey yükselteçleri birleştirir, giriş bölmeleri, çıkış değiştiricileri ve Qor gibi yüksek sıcaklık gecikmeli sinyalleri tek bir pakete geri getirir.

Sub-6 GHz için En Geliştirme İzleme Entegrasyonu

En Geliştirme izleme, sinyal zarfını takip etmek için gerçek zamanlı yükseltici tedarik gerilimi ayarlar, geniş dinamik bir aralıkta üst düzeye geçiş yapan modüller ile yüksek çözünürlükte modülatöre entegre edilmiş bir zarf izleme çözümü sunar.In Developmente monitoring adjusts the developer supply voltajı in real time to follow the signal zarfı in the signalbag, to follow the huge-package track Modules with a GaNifier and GaN RF power transistörleri, over 100 MHz.For example, Analog devices offers an bütünleşik bir zarf takip çözümü sunuyor 5G NR NR NR NRTM dönüştürücü, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte 50% fazla sistem verimliliği elde ediyor.

Yarı iletkenlik Malzeme İnovasyonları

Malzeme seçimi, RF amplifikünün performans zarfını tanımlayan tek en önemli faktör kalır. Silikon LDMOS 2G ve 3G admirably, 5G NR sub-6 GHz ve mmWave frekansları yüksek güç yoğunluğu, daha iyi lineerlik ve daha geniş bant genişliği talep eder.

Gallium Nide: Sub-6 ve mmWave için Hakim Seçim

GaN, SiC'de silikon veya GaN'nin gücü 5-10 W/mm'nin boyutlarını birleştirir, LDMOS'dan daha yüksek bir boyut siparişi verir (n257, n258, n260), GaN MMIC'ler artık birden çok aşamayı birleştirir ve eşleme ağı entegrasyonunu birleştirir. GaN'nin geniş bantgap ayrıca, 1-2 WP'nin ısı ayak izi için iki katına çıkar.

Gallium Arsenide ve Yüksek Katarity Alıcı Zincirleri için InP

GaN, aktarma yolunda hükmedirken, galium arsenide (GaAs) ve ön uç modüllerdeki GaN PA'lara (FEMs) odaklanarak, özellikle de Tx / Rx geçişini ele alan bir zincirde, bu tür bir çok katlı modüller için, çok yönlü şubelerin güvenilir bir şekilde monte edilmesi gereken devasa MIMO sistemleri için Co-packing trendleri odaklanır.

Dijital Pre-Distortion: The Cornerstone of Linear Verimliliği

Modern RF amplifikasyonu, gömülü bir dijital ön-distorasyon olmadan tamamlanmaktadır (DPD) kapasite. DPD dijital olarak, yükselticinin doğrusal olmayan bozulmalarını iptal etmek için giriş sinyalini şekillendirir, PA'nın sıkıştırmaya daha yakın çalışmasını sağlar - hala spektrum maskesi ve hata vektör büyüklüğü (EVM) gerekliliklerini karşılar.

Geniş bant ve 5G NR için Adaptif DPD

5G NR sinyalleri, yüzlerce kata kadar genişletilebilir (sub-6 GHz taşıyıcı aggregasyon) Geleneksel hafıza-polinom DPD modellerini bu kadar geniş bant genişliğine uygun olarak kullanan bellek efektleriyle mücadele eder. Yenier mimarileri, mikrosanatlarla uyumlu hale getirirken, doğrudan amplif modüle entegre edilmiş bir FPGA veya ASIC Şirketleri ile DPD IP çekirdekleri ve Xilinx gibi, üçüncü, beşinci ve yedinci siparişler, mikrosaniyeler ile sıcaklık veya önyargıya adapte olurken, bu dijital genellikle aynı çok fazla modülde aynı çok sayıda düzeltmeyi paylaşır.

Tümerlerin Dirilişi

Adaptif DPD'yi desteklemek için, yükselteç modülünün geri bildirim yolu içermelidir: 30 dB izolasyon sağlayan bir çift, aşağılayıcı ve ADC, bu gözlem alıcının entegrasyonunu (ORx) aynı paketteki dış bileşenleri ortadan kaldırır ve PCB alanını azaltır. Birkaç kişi şimdi 30 dB'ye izolasyon sağlar, DPD motoruna yol açmadan doğru düzeltmesine izin verir.

Massive MIMO ve Extreme Integration için Sürücü

Massive MIMO baz istasyonları 64, 128 veya her sektör için 256 bağımsız transceiver zincir gerektirir. Zincir başına RF yükseltici bir yükselteç, bileşik yoğunluk, termal yönetim ve watt başına maliyet. Three integration approach are vying for acceptance.

Multikat PCB'leri Üzerindeki Kesik FEM Dizileri

Bugün 64-element dizileri için en yaygın yaklaşım, yüksek çözünürlükte bir ağda ayarlanan ayrı GaN veya GaAs ön uç modüller kullanıyor, her FEM, PA, LNA, geçiş ve orta güç DPD motoru entegre ediyor. Bu modüler yaklaşım, büyük bir PCB ayak izi ve karmaşık bir termal routingte basit bir test ve karmaşık bir şekilde basit bir şekilde basitleştiriyor.

Semi-Integrated Beam ICs with Watt-Level PAs

Yüksek bir entegrasyon seviyesi, faz geçişlerini içeren bir kiriş IC kullanır, değişken yükselteç kazanır ve tek bir çipde 4-8 element için PA aşamalarını yapar. For mmWave, 5G NR veya n257 (28 GHz) kiriş ve analog cihazlar, 8 ila 16 transistör kanala entegre eder ve her biri 16 dBm lineer çıktı verir, SiGe BiCM veya GaAs HBT'de işlem yapar.

Full System-in-Package (SiP) Yaklaşımlar

Nihai entegrasyon sınırı, tek başına, Ga PAiver'yi birleştiren 5G küçük hücreler için SiP çözümlerinin ve bir parçanın parçası olan bir kısımdır.

Yüksek-Density Entegrasyonlarında Termal Yönetim

Daha yoğun bir şekilde paketlenmiş yükselteçli yükselteçlerle, ısı dağılımı ilk siparişli bir tasarım kısıtlaması haline geldi. GaAs PAs ile tipik bir 64-element büyük MIMO serisi 300-500 W atık ısısı üretebilir, küçük bir hacimde yoğunlaşır.

Gömülü Termal Vias ve Flip-Chip Assembly

Modern GaN-on-SiC genellikle yüksek-termal-conductivity substratına monte edilir - şu anda tümleşik ısı batağı sunar: modül tabanının bir parçası ile doğrudan bağlantı teli kesilir ve soğuk bir plakaya kıyasla 50 oranındaki artış sağlar.

Aktif Soğutma Sistemi Entegrasyon

En yüksek yoğunluk dizileri için (örneğin 256-element mmWave aktif anten birimleri), pasif ısı lavaboları yetersizdir. Entegrasyon, her PA'dan gelen ısıyı doğrudan parçalara dahil edebilir, her PA'dan gelen ısıyı şarj edebilir.

Test ve ölçüm Entegrasyonu

Kombinasyonlar daha entegre hale gelirken, üretim hattında onları test etmek daha karmaşık hale gelir. Her modülün kazanılması, verimlilik, lineerlik (ACLR, EVM), ve birden fazla 5G NR taşıyıcıları arasındaki sıcaklık cevabı. İki trend test entegrasyonunu şekillendirir.

Yapım ve Alan Kullanımı için yerleşik olarak -In Self-Test (BIST)

Birçok entegre amplifik modüller artık bir BIST motoru içeriyor: a small-bit ADC ve bir güç dektörlüğü, modülü dış enstrümanı olmadan kendi anahtar RF parametrelerini test etmelerine izin veren küçük bir güç sensörü ve fabrika kalibrasyonu sırasındaki önyargı ayarlarını kesmek için kullanılan bu BIST verileri.

Over-the-Air (OTA) Test Challenges in Massive MIMO

Kombinasyonlar aktif anten dizilerine entegre edildiğinde, iletken test erişimi pratik hale gelir. OTA ölçüm sistemleri bir anekoic odasında seriyi yerleştirir ve 3GPP TR 37.867), 5G NR baz istasyonlarının test yükünü azaltır, bu da test çiftlerine ve kalibrasyon yollarına doğru yeni kalibrasyon tekniklerini gerektirir.

Future Outlook: AI-Optimized Amplifiers and Ek Entegrasyon

İleriye bakıldığında, RF amplifikasyonun sınırları, makine öğrenimi ve yeni paketleme teknolojileri tarafından itilecek.Ayrıntılı bir modulation şemaları üzerinde eğitilmiş bir ML algoritmaları ve yaşlanma koşulları, önyargı gerilimlerini optimize edebilir, DPD katlarını ve hatta her bir yükselticinin gerçek zamanlı olarak artacaktır. Örneğin, DPDDÜDÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜMÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNCÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ

Malzeme inovasyonu önümüzdeki nesil GaN-on-diamond ve GaN-on-quartz substratları ile devam edecek, 15 W /mm ve termal iletkenliklerin beş kat daha iyi silikonun. Bu gelişmeler, tüm PA zincirinin daha minileştirilmesini sağlayacaktır - yükselticileri tek bir milimetre ve antenle tek bir milimetreli paketle entegre edecek.

Son olarak, açık ve sanallaştırılmış RAN (O-RAN) sürücü entegrasyonunu aynı donanım platformu içinde çok katmanlı, çok standart bir operasyon için destek gerektiren bir şekilde etkileyecektir.Gelinen tümleşik yükselteç modüllerini 5G NR test kaynaklarına uygun olarak genişletilebilir).

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

5G NR altyapısı için RF yükselteçlerinin entegrasyonu hızlı bir dönüşüm geçiriyor, materyal ilerlemeler, mimari inovasyon ve boyut artırma ve performans yükseltmeleri yaparken sürekli baskıya katkıda bulunuyor. GaN tabanlı Doherty MMICs ve mmWave akışlarından hızlanıyor, bu entegrasyon teknikleri 5G ve daha sonraki performans hedeflerini karşılamak için temelsel olacaktır.