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5G的射频技术详细介绍
刘艳
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5G 愿景的真正实现，还需要更多创新。网络基站和用户设备（例如：手机）变得越来越纤薄和小巧，能耗也变得越来越低。为了适合小尺寸设备，许多射频应用所使用的印刷电路板（PCB）也在不断减小尺寸。因此，射频应用供应商必须开发新的封装技术，尽量减小射频组件的占位面积。再进一步，部分供应商开始开发系统级封装办法（SiP），以减少射频组件的数量 ——尽管这种办法将会增加封装成本。系统级封装办法正在被用于射频前端，而射频前端包含基站与天线中间的所有组件。一个典型的射频前端由开关、滤波器、放大器及调谐组件组成。这些技术设备的尺寸不断减小，并且相互集成度不断加大。结果，在手机、小蜂窝、天线阵列系统、WiFi 等 5G 应用中，射频前端正在变成一个复杂的、高度集成的系统封包。不管怎样，5G 愿景的实现都需要射频技术和封装技术的颠覆性创新。
氮化镓技术
氮化镓（GaN）是一种二进制 III/V 族带隙半导体，非常适合用于高功率、耐高温晶体管。氮化镓功率放大器技术的 5G 通信潜力才刚刚显现。氮化镓具有高射频功率、低直流功耗、小尺寸及高可靠性等优势，让设备制造商能够减小基站体积。反过来，这又有助于减少 5G 基站信号塔上安装的天线阵列系统的重量，因此可以降低安装成本。另外，氮化镓还能在各种毫米波频率上，轻松支持高吞吐量和宽带宽。氮化镓技术最适合实现高有效等向辐射基站功率（EIRP），如图 4-5 所示。美国联邦通信委员会定义了非常高的 EIRP 限值，规定对于 28GHz 和 39GHz 频带，每 100MHz 带宽需要达到 75 dBm 功率。因此带来了哪些挑战？相关设备的搭建既要满足这些目标，又要将成本、尺寸、重量和功率等保持在移动网络运营商的预算范围内。氮化镓技术是关键；相比于其他技术，氮化镓技术在达到以上高 EIRP 值时，使用的元件更少，并且输出功率更高。
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