Επιλογή ενισχυτή ισχύος RF για υποδομή 5G και κινητής τηλεφωνίας

Η παγκόσμια ανάπτυξη του 5G έχει εντείνει την ζήτηση για ενισχυτές ισχύος ραδιοσυχνοτήτων που μπορούν να παρέχουν υψηλή ισχύ εξόδου, εξαιρετική γραμμικότητα και ανώτερη απόδοση σε όλο και πιο συμπαγείς παράγοντες φόρμας.Καθώς η τηλεπικοινωνιακή υποδομή επεκτείνεται, ιδίως στη Βόρεια Αμερική και την Ασία-Ειρηνικό, όπου οι κεφαλαιακές δαπάνες για την ανάπτυξη της 5G συνεχίζουν να αυξάνονται, οι μηχανικοί αντιμετωπίζουν αυξανόμενη πίεση για την επιλογή ενισχυτών ισχύος που πληρούν αυστηρές απαιτήσεις απόδοσης και θερμικής ισχύος..

Για τους σχεδιαστές που κατασκευάζουν τεράστιους σταθμούς βάσης MIMO, μικρά κύτταρα και ενεργά συστήματα κεραίας, η επιλογή του ενισχυτή ισχύος ραδιοσυχνοτήτων δεν είναι μια απόφαση μόνο σε επίπεδο συστατικού.Επηρεάζει το διάφραγμα της συστοιχίας., την αρχιτεκτονική ψύξης και, τελικά, το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας για τους φορείς εκμετάλλευσης δικτύων.

Γιατί το GaN αναδιαμορφώνει τις ΠΑ υποδομής

Η τεχνολογία νιτρικού γαλλίου (GaN) έχει γίνει η κυρίαρχη επιλογή για ενισχυτές ισχύος υποδομής 5G, αντικαθιστώντας σταθερά το LDMOS σε εφαρμογές υψηλών επιδόσεων.Οι συσκευές GaN προσφέρουν υψηλότερη πυκνότητα ισχύος, ευρύτερο εύρος ζώνης και καλύτερη απόδοση σε αυξημένες συχνότητες, τα οποία είναι όλα κρίσιμα για τα συστήματα MIMO υπό 6 GHz που πρέπει να συσκευάζουν πολλές αλυσίδες μετάδοσης σε στενούς χώρους.

Τα δεδομένα της αγοράς αντανακλούν αυτή τη μετατόπιση.με το μερίδιό της στην αγορά ενισχυτών ισχύος υποδομών ραδιοεπικοινωνίας που αναμένεται να πλησιάσει το ήμισυ έως το τέλος του περιόδου πρόβλεψηςΟι πρόσφατες εισαγωγές προϊόντων υπογραμμίζουν αυτή τη δυναμική: οι προμηθευτές έχουν κυκλοφορήσει τρανζίστορες GaN Doherty με ισχύ 70W για συσκευές 3,4·4,0 GHz και συσκευές 55W για συσκευές 4,8·5,0 GHz,ειδικά κατασκευασμένο για 5G μαζικές αρχιτεκτονικές MIMO.

Η θερμική διαχείριση και η αποτελεσματικότητα σε πυκνούς συσσωρευτές

Μία από τις καθοριστικές προκλήσεις της υποδομής 5G είναι η θερμική πυκνότητα.Κάθε βατ θερμότητας που παράγεται από τον ενισχυτή ισχύος πρέπει να διεξάγεται μακριά από τη διασταύρωση, μέσω της συσκευασίας και του PCB, και στο περίβλημα ή στο περιβάλλον.

Η ανώτερη θερμική αγωγιμότητα του GaN σε σύγκριση με το GaAs βοηθά, αλλά ο θερμικός σχεδιασμός δεν μπορεί να είναι μια μεταγενέστερη σκέψη.η διασύνδεση με τον ψυγείο θερμότητας πρέπει να αξιολογείται υπό τις χειρότερες περιβαλλοντικές και εργασιακές συνθήκεςΓια την αντιμετώπιση αυτής της πρόκλησης, εισήχθησαν ειδικά ενότητες ενισχυτών ραδιοσυχνοτήτων με ψύξη στην κορυφή, επιτρέποντας μικρότερα, ελαφρύτερα ραδιόφωνα με βελτιωμένη θερμική απόδοση για σταθμούς βάσης 5G..

Η αποτελεσματικότητα επηρεάζει άμεσα το θερμικό φορτίο. υψηλότερη PAE σημαίνει λιγότερη απώλεια θερμότητας και χαμηλότερες απαιτήσεις ψύξης.Ακόμη και μέτρια βελτίωση της αποδοτικότητας συνδυάζεται σε σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας και λειτουργικών δαπανών.

Γραμμικότητα και Συμμόρφωση Φασμάτων

Οι νέες μορφές κυμάτων 5G είναι απαιτητικές.που παράγουν προϊόντα διατροποποίησης που μπορούν να παραβιάσουν τις απαιτήσεις αναλογίας διαρροής παρακείμενων καναλιών (ACLR)Η ψηφιακή προκαταστροφή (DPD) χρησιμοποιείται ευρέως για τη γραμμική εκτύπωση του PA, αλλά η αποτελεσματικότητά της εξαρτάται από την εγγενή γραμμικότητα και τα αποτελέσματα μνήμης του ενισχυτή.

Κατά την επιλογή ενός ενισχυτή ισχύος RF για την υποδομή 5G, εξετάστε πέρα από το P1dB και το OIP3.και να αξιολογήσετε αν η αύξηση του ενισχυτή και η σταθερότητα φάσης υποστηρίζουν την αρχιτεκτονική DPDΜια συσκευή που έχει καλή απόδοση σε δοκιμές συνεχών κυμάτων μπορεί να συμπεριφέρεται διαφορετικά υπό ευρυζωνική διαμορφωμένη διέγερση.

Θεωρήσεις για τον κύκλο ζωής και την αλυσίδα εφοδιασμού για προγράμματα υποδομής

Οι αναπτύξεις υποδομών έχουν μακρύ κύκλο ζωής παραγωγής, που συχνά διαρκεί πέντε έως δέκα έτη ή περισσότερο.Η πρόσφατη ενοποίηση του κλάδου, συμπεριλαμβανομένης της εκκαθάρισης της σειράς προϊόντων Radio Power της NXP και των προηγουμένων προθεσμιών αγοράς, κατέδειξε πόσο γρήγορα μπορεί να αλλάξει το τοπίο των προμηθευτών..

Οι ομάδες σχεδιασμού θα πρέπει να εντοπίζουν έγκαιρα κατάλληλες εναλλακτικές πηγές, ιδανικά πριν από την παραγωγή.MACOM, και RFHIC καλύπτουν διαφορετικούς συνδυασμούς συχνότητας, ισχύος, συσκευασίας και εφαρμογής και δεν υπάρχει ενιαία δεξαμενή αντικατάστασης για τα εξαφανισμένα εξαρτήματαΗ στρατηγική πολλαπλών προμηθειών από τη φάση σχεδιασμού είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για τον μετριασμό του κινδύνου του κύκλου ζωής.

Συμπεράσματα

Η επιλογή των ενισχυτών ισχύος ραδιοσυχνοτήτων για το 5G και την κυτταρική υποδομή απαιτεί την πλοήγηση σε ένα σύνθετο σύνολο συμβιβασμών: τεχνολογία GaN για πυκνότητα ισχύος και αποδοτικότητα,αυστηρό θερμικό σχεδιασμό για πυκνά συστοιχία, γραμμικότητα που υποστηρίζει προηγμένο DPD, και ανθεκτικότητα της αλυσίδας εφοδιασμού για πολυετή προγράμματα παραγωγής.Αυτές οι εκτιμήσεις θα αυξηθούν σε σημασία..

https://www.signalpoweramplifier.com