如何利用功率放大器模块来帮助支持未来的5G基础设施

许多射频设计人员都对 Franklin Douglass 的名言深有同感：“没有斗争就没有进步。”在为 5G 进行设计时，尤其如此。科技有望改变无线通信，但也会带来设计难题。利用功率放大器模块 (PAM) 来化解。以下是你需要知道的一切。

5G 是无线通信市场领域有史以来十分重要的强大技术之一。与 4G 相比，5G 在数据速率、延迟和容量方面都有显著提升，有望成为行业乃至全球真正的变革性技术。

然而，这些根本性的性能改进也对底层射频 (RF) 硬件产生了更大的压力，并提出了更严格的要求。功率放大器 (PA) 是射频硬件中非常重要的部件之一，随着 5G 的普及，它的重要性不断提升。为了帮助缓解为 5G 设计射频放大器的挑战，近年来，功率放大器模块 (PAM) 已成为一个重要的工具。

在这篇博文中，我们将讨论功率放大器及其在 5G 中的作用，以及 Qorvo 如何利用功率放大器模块来帮助支持未来的 5G 基础设施。
 

   

什么是功率放大器？

在处理射频信号时，特别是在 5G 的高频段，电压电平可能非常低。这是一个挑战，因为电磁 (EM) 信号在较低的振幅下更容易受到系统级噪声的影响（即，信噪比降低）。除此之外，较低电压信号通常缺乏驱动下游电路或天线所需的强度。

为了解决这些挑战，开发人员使用了功率放大器。射频功率放大器是一个电路模块，用于增加射频信号的振幅、功率输出或驱动能力。一般来说，射频功率放大器位于系统天线附近，为发射天线提供高功率信号。

使用功率放大器的目的是增强信号，同时保持从输入到输出的高保真度。因此，线性度、效率和输出功率是功率放大器的几个重要规格参数。

功率放大器设计挑战

过去，功率放大器及其周围的电路是采用板载分立式元件设计。虽然这种方法在行业内使用了很多年，但由于出现了一些非常大的设计挑战，这种方法的有效性受到质疑。

其中一个挑战是如何在面积、成本、性能和功耗之间做一个权衡。一般来说，这些规格参数往往是相互冲突的，设计人员必须知道如何优化其电路，以便针对特定应用尽可能兼顾这些权衡因素。在使用分立式元件时，由于零件选择、元件互用性和布局等都会影响性能，要在这些因素之间取得平衡变得越来越困难。

当发展到5G 时，这种情况就更加复杂了，此时系统还需要覆盖更宽的带宽和更高的频率范围。当今的系统需要高达 400 Mhz 的平均瞬时带宽，同时工作频率高达 4 GHz。现在的挑战要求在实现上述系统权衡的同时，还要提供该频带范围的性能。

审核编辑：刘清