5G基站使用mMIMO(大規模多輸入多輸出, massive Multiple-Input and Multiple-Output)天線形成多個射頻波束,與其他基站和大量用戶同時連接,并在mMIMO天線面板上協調射頻組件進行操作。
由于組件密集地排列在面板上,且功率放大器在天線中耗散的能量最多,所以對組件的尺寸要求,以及解決功率放大器的效率問題成為眾多廠商的研發課題。
近日,三菱電機宣布研發成功一項新技術,可用于開發5G基站用氮化鎵(GaN)功率放大模塊。該模塊具有緊湊的(6mm*10mm)封裝和超高的功率效率1,其功率效率前所未有地超過了43%2。該模塊在匹配電路中使用最小數量的芯片元件來控制高質量的信號輸出,預期將幫助實現可廣泛部署和高能效的5G基站。新模塊的技術細節將在今年八月的IEEE國際微波研討會上公布。1根據三菱電機的研究,截止至2020年7月14日。
高密度安裝技術,實現緊湊的(6mmx10mm)功率放大器模塊,適用于更廣泛部署的5G基站
- 在4G基站中,不使用mMIMO天線,其功率放大器使用金屬箔傳輸線作匹配電路。雖然這樣可以降低功率損耗,實現高效的運行,但傳輸線占用空間,難以實現超小型超高功效的基站。三菱電機的新技術消除了5G功率放大器對傳輸線的需求。
- 新放大器模塊的匹配電路集成了SMDs(表貼, surface mount devices)器件,例如電容和電感。三菱電機引進高精度的電磁場分析方法,采用獨特的SMDs密集布局技術,將放大器的尺寸縮小到傳統功率放大器的九十分之一3。3 三菱電機的4G功率放大器發布于2017年1月12日
- 高效率的GaN晶體管有助于提高功率放大器的效率。
- 使用SMDs器件做匹配電路,可以減小放大器的尺寸,但也會降低功率效率,SMDs器件往往有很高的功率損耗。然而,三菱電機的新技術使用更少量的SMDs器件就能創建匹配電路。此外,SMDs提供與金屬箔傳輸線相同的電氣特性。由此產生的功放模塊在用于5G通信的3.4-3.8GHz頻段內,功率效率超過43%,達到業界較高等級。

4 ACLR: 鄰道泄露比,利用NanoSemi公司(美國)開發的數字前端(DEF)線性化解決方案獲得的特性。
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