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“超小只的GaN功率放大器在5G基站”拍了拍你

已有1088次阅读2020-07-31标签:

      5G基站使用mMIMO(大规模多输入多输出, massive Multiple-Input and Multiple-Output)天线形成多个射频波束,与其他基站和大量用户同时连接,并在mMIMO天线面板上协调射频组件进行操作。

     由于组件密集地排列在面板上,且功率放大器在天线中耗散的能量最多,所以对组件的尺寸要求,以及解决功率放大器的效率问题成为众多厂商的研发课题。



近日,三菱电机宣布研发成功一项新技术,可用于开发5G基站用氮化镓(GaN)功率放大模块。该模块具有紧凑的(6mm*10mm)封装和超高的功率效率1,其功率效率前所未有地超过了43%2。该模块在匹配电路中使用最小数量的芯片元件来控制高质量的信号输出,预期将帮助实现可广泛部署和高能效的5G基站。新模块的技术细节将在今年八月的IEEE国际微波研讨会上公布。
1根据三菱电机的研究,截止至2020年7月14日。
2使用5G频率范围为3.4-3.8GHz。



关键特性


高密度安装技术,实现紧凑的(6mmx10mm)功率放大器模块,适用于更广泛部署的5G基站


-  
在4G基站中,不使用mMIMO天线,其功率放大器使用金属箔传输线作匹配电路。虽然这样可以降低功率损耗,实现高效的运行,但传输线占用空间,难以实现超小型超高功效的基站。三菱电机的新技术消除了5G功率放大器对传输线的需求

-  新放大器模块的匹配电路集成了SMDs(表贴, surface mount devices)器件,例如电容和电感。三菱电机引进高精度的电磁场分析方法,采用独特的SMDs密集布局技术,将放大器的尺寸缩小到传统功率放大器的九十分之一3
3 三菱电机的4G功率放大器发布于2017年1月12日

较高等级的功率效率,降低了5G基站的功率损耗

-  高效率的GaN晶体管有助于提高功率放大器的效率。

-  使用SMDs器件做匹配电路,可以减小放大器的尺寸,但也会降低功率效率,SMDs器件往往有很高的功率损耗。然而,三菱电机的新技术使用更少量的SMDs器件就能创建匹配电路。此外,SMDs提供与金属箔传输线相同的电气特性。由此产生的功放模块在用于5G通信的3.4-3.8GHz频段内,功率效率超过43%,达到业界较高等级。

性能规范



ACLR: 邻道泄露比,利用NanoSemi公司(美国)开发的数字前端(DEF)线性化解决方案获得的特性。
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