隨著世界變得越來越相互關(guān)聯(lián)，對更快、更高效的通信網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增長。為了滿足這一需求，研究人員正在開發(fā)5G和6G，以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群涂煽啃浴?/p>
然而，這些先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的主要挑戰(zhàn)是確保在更高頻段可靠運行。最近出現(xiàn)了一款新的放大器 IC 模塊，可提供高達(dá) 100 GHz 帶寬的高放大性能。
5G 和 6G 高頻挑戰(zhàn)
高頻段提高了與 5G 和 6G 等下一代通信技術(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)速率。例如，5G 毫米波頻段的工作頻率范圍為 24 GHz 至 40 GHz，而 6G 毫米波頻段的工作頻率預(yù)計為 100 GHz 至 1 THz。
雖然這些更高的頻率帶來了更快的通信數(shù)據(jù)速率，但它們也帶來了許多重大的設(shè)計挑戰(zhàn)。
RF 電子設(shè)備中高頻的主要挑戰(zhàn)之一是存在顯著的信號衰減。當(dāng)高頻信號通過傳輸介質(zhì)傳播時，它們會遇到傳輸線效應(yīng)，例如導(dǎo)致能量損失和信號幅度降低的寄生效應(yīng)。在高級模型中，射頻信號的信號衰減與頻率成正比，這意味著頻率越高，信號衰減越大。
此外，隨著信號達(dá)到更高的頻率，組件中的非線性引起的失真會對性能產(chǎn)生重大影響。例如，許多 RF 放大器在較高頻率下的增益趨于衰減，導(dǎo)致放大器輸出失真和非線性，從而導(dǎo)致信號處理中的錯誤和不準(zhǔn)確。
解決方案：放大
在這兩種情況下，RF 設(shè)計的許多高頻挑戰(zhàn)都可以通過放大來解決。
放大通過增加信號的幅度來幫助糾正與信號衰減相關(guān)的問題。關(guān)于失真，適當(dāng)?shù)姆糯笥兄谕ㄟ^確保信號被線性放大來減少失真，從而保持原始信號的完整性。
然而，放大高頻信號的一個重大挑戰(zhàn)是放大器傾向于在增益和帶寬之間進(jìn)行固有的權(quán)衡。在非線性和寄生效應(yīng)往往會導(dǎo)致更大的損耗和失真的較高頻率下，這變得特別難以實現(xiàn)。理想情況下，RF 設(shè)計人員需要高增益和寬帶寬，以便在整個頻帶內(nèi)實現(xiàn)均勻一致的信號放大。
NTT 推出 100 GHz 放大器 IC
NTT 公司發(fā)布了一款帶寬為 100 GHz 的高頻射頻放大器。
這一突破基于兩項重大創(chuàng)新：使用基于 InP 的異質(zhì)結(jié)雙極晶體管 (InP HBT) 技術(shù)和先進(jìn)的封裝安裝，將直流阻斷功能集成到 IC 中。
通過結(jié)合這些技術(shù)，NTT 在 1 毫米 x 1 毫米封裝中創(chuàng)建了一種新的放大器 IC 模塊，可在高頻下實現(xiàn)高增益，并在 100 GHz 上實現(xiàn)相對平坦的頻率響應(yīng)。
