諾基亞攜三菱電機等開發(fā)全球首個超快GaN包絡追蹤功率放大器

2017-06-28 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

據(jù)外媒報道,三菱電機公司、諾基亞貝爾實驗室和加州圣地亞哥無線通信中心日前宣布,他們共同開發(fā)了世界上第一個超高速氮化鎵(GaN)包絡追蹤功率放大器,能支持高達80MHz的調(diào)制帶寬,預計還能降低下一代無線基站的能耗。

諾基亞攜三菱電機等開發(fā)全球首個超快GaN包絡追蹤功率放大器HFSS仿真分析圖片1

合作各方預計將在2017年6月4日至9日在美國夏威夷檀香山舉行的IEEE MTT國際微波研討會(IMS)期間介紹具體的技術(shù)細節(jié)。

為了滿足不斷增長的無線容量需求,移動技術(shù)正逐步轉(zhuǎn)向使用復雜調(diào)制信號的下一代系統(tǒng),這種系統(tǒng)具有較大的峰均功率比(PAPR)和超寬調(diào)制帶寬。

這將需要功率放大器大部分時間在遠低于其飽和水平的支撐電力準位下運行。通常情況下,功率放大器在飽和功率水平左右實現(xiàn)高效率;但是在4G LTE *信號(> 6dB PAPR)的情況下,支撐電力準位的效率顯著降低。

行業(yè)目前已經(jīng)對包絡追蹤功率放大器進行了廣泛研究,以提高功率放大器的效率;但是到目前為止,電源調(diào)制器電路已經(jīng)成為限制高級無線通信(如LTE-Advanced)的調(diào)制帶寬的瓶頸。

新開發(fā)的超快速GaN包絡追蹤功率放大器實現(xiàn)了最先進的性能,部分歸因于三菱電機的高頻GaN晶體管技術(shù)和GaN電源調(diào)制器電路的創(chuàng)新設計。

使用諾基亞貝爾實驗室的實時數(shù)字預失真(DPD)系統(tǒng),即使采用80MHz調(diào)制LTE信號,該功率放大器也顯示出了較高的運行效率,這是截至2017年5月19日,全球最寬的調(diào)制帶寬。

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包絡跟蹤的目標是,提高處理高峰均值功率比(PAPR)信號的功放效率。在有限的頻譜資源內(nèi),取得高數(shù)據(jù)吞吐量的驅(qū)動力要求使用具有高PAPR值的線性調(diào)制方法。傳統(tǒng)固定電源功放在這些條件下工作時的效率非常低。而包絡跟蹤功放則可以根據(jù)射頻信號的包絡同步改變功放電源電壓,因此可以極大地提高效率。這種功放的基本輸出特性(功率、效率、增益、相位……)取決于兩個“控制”輸入(射頻輸入功率和電源電壓),并且可以描述成3D表面。

在典型的包絡跟蹤系統(tǒng)中,電源電壓是動態(tài)調(diào)整的,以便跟蹤具有高瞬時功率的射頻包絡。這時的功放工作在壓縮區(qū),具有很高的效率。功放的輸出特性主要取決于瞬時電源電壓。反之,當瞬時射頻功率較低時,電源電壓實際上保持恒定狀態(tài),此時功放的輸出特性主要取決于瞬時輸入功率(線性區(qū))。電源電壓和輸入功率同時影響輸出特性的過渡區(qū)存在于這兩種極端情況之間