×
Is é teocht an naisc ar an gcomhdháil ghníomhach an príomh-threoir ar theip i leathróga RF ardchumhachta. Gach méadú de 10°C thar an luach uasta a bhfuil ceadaithe air laghdaíonn an meán-am go dtí theip (MTTF) faoi thuairim is leath—is riail iontaofa aitheanta é seo bunaithe ar mhodhanna fhorghabhála bunaithe ar Arrhenius ó JEDEC agus ar shonraí réalta an tionscadail. Faoin bhfórsa RF leanúnach, méadaíonn an cumhacht a chaithtear go leanúnach an leathrú leictreonach agus an tuirse sa dhréachta ceangail. Bíonn na dearadh a choinníonn teochtaí an naisc faoi 125°C in ann seirbhís a sholáthar atá thar 100,000 uair an chloig go minic; agus bíonn na dearadh a oibríonn thar 150°C ag féachaint ar dhá dhreamú ar na rátaí teipe go minic laistigh de na 2,000 uair an chloig ar dtús. Mar sin, tosaíonn bainistíocht théirmheach éifeachtach le modhailithe téirmheach cruinn den chip agus an phacáiste—le húsáid anailís eiliminte teoranta (FEA) chun na pointí teasa is measa a bhaineann amach faoi phroifílanna modhlaithe fíorúla. Ceadaíonn sé seo cinntí foilsithe a dhéanamh maidir le laghdú cumhachta, le hábhair le leathrú teasa, agus le dearadh an idirghnéithe meicniúil sula dtosaítear le protatíopa.
Seo an bord leictreoiní clóite (PCB) mar an príomhchonair theirmiúil ón t-díseach léasctha agus amach go dtí an timpeallacht. Tá 1 oz de chuaird (35 µm) caighdeánach neamhshábháilte do leaganacha RF ardchumhachta; laghdaíonn 2 oz nó 4 oz de chuaird an fhadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fadhb an fad......
Tugann dearadh adharcáin RF ardchumhachta go dtí cothromú idir éifeachtúlacht agus líneachta. Tugann oibriú an-éifeachtach an ghléas gníomhach isteach sa réigiún neamhlíneach aige, gar don phointe comhbhrú 1 dB, ag cur bac ar shonraí módálaithe. Is é an t-athrú ar an ionchur (input back-off)—oibriú go mór faoi bhrú comhbhrú 1 dB—an réiteach coitianta, ach is féidir leis éifeachtúlacht an t-athsholáthair ó DC go RF a laghdú faoi 15–20 pointe céad mar gheall air sa phrácsis.
Tá rogha tóipéalachta an leathscóraithe ag brath ar riachtanais líneachta agus éifeachtachta an chórais i gcoitinne. Tugann Class AB compromís praiticiúil, ag soláthar éifeachtachta idir 40–55% le distortiú glactha le haghaidh go leor nascanna caighdeánacha. Tugann tóipéalachtaí Class F agus an chlás inbhéartach F éifeachtachta an draen thar 70% trí fhormáidí tonn an fheidhmeachta agus an reatha a dhéanamh chun harmónacha a mhalairt—ach tá líneachta inbhéartach cailte acu mura n-úsáidtear teicnící ceartaithe mar shampla an réamh-dhístortiú digiteach (DPD). Coimeádann tógáil Doherty, a úsáidtear go forleathan i hinfrastriuchtú cillíochta, éifeachtachta ard thar raon leathscórála cumhachta leathan trí chombhaint leathscóraithe príomha (a bhíonn i gclasaigh AB) le leathscóraithe ag éirí i gceannas ach amháin ag leibhéil aschur airde. Bhíonn éifeachtachta idir 50–60% a bhainte amach aici ag 6–8 dB leathscórála, agus tá spéiseanna an choisín leathscórála (ACLR) á fulfilleadh—agus mar sin is é an t-ullmhas de facto do leathscóraithe RF ardchumhachta 5G an lae inniu.
Tugann gach leagan den RF-amplifireanna leibhéal áirithe de an-ghaol—mar a léirítear mar harmonics, táirgí idir-mhodhnaithe, agus toradh teasa ardaithe. Tagann na harmonics ó neamh-líneachas an díonchórais agus ní mór iad a scagadh chun freastal ar mhaiscanna eispéise speictre. Is é an tríú ord idir-mhodhnaithe (IM3) go háirithe fáth fadhbanna i gcórais iolrach-carrach mar a dhéanann OFDM, áit a mhaolúonn sé cruinneas an shoinéir agus a ardú ar rátaí botún bit. Tá an t-oran teasa ag ardú le teocht an ghluaiseanna, ag ardú tuilleadh an leibhéal orain agus ag laghdú an raon dinimiciúil. I leagan den RF-amplifireanna ard-chumhachta le leathraon leathan, tá na heifeachtaí seo curtha le chéile toisc go bhfuil an líonra mheaitseála riachtanach ag oibriú thar raon mór minicíochta gan aon résonáins nó aon easpa cothromais impéid. Tugann dearadh an lae inniu freagra ar an bhfadhb seo ag baint úsáide as biasadh in-adaptach i gcomhcheangal le ró-dhialannú digiteach (DPD), a dhéanann an fheidhm aistriúcháin neamh-líneach an amplifire a athshroichint roimh ré. Nuair a dhéantar an DPD a chur i bhfeidhm go ceart, feabhsaíonn sé an líneachas agus cuireann sé srian ar na cionta éifeachtaí chun níos lú ná 5 pointe céad.
Tá iarracht ar aghaidh ar aistriú cumhachta oiriúnach i n-ardchumhachta RF le maitheas iompair cruinn agus leathnach. Tugann mímhaithiú iompair nach dtéann thar VSWR de 1.2:1 cailleadh cumhachta suas le 12% agus rísceanna do thraenstoirí faoi choinníollacha mímhaithiú VSWR ard. Úsáideann na réitigh reatha líonraí comhtháthaithe a bhfuil an t-éiceacht ar EM ann, lena n-áirítear balúin micreastrip athshocraithe, ag baint le hionadú cumhachta níos mó ná 97% thar raon 600 MHz–3.5 GHz. Tacaíonn na líonraí seo le h-oibriú ioltsreangach agus le cosc harmonach aon uair, trí chothromú fréamhachta diúltach roghnach. I n-earraí MIMO mhóra sa chineál C, laghdú 63% ar cothrachanna seasamh, ag feabhsú an glanmhara an shoin, agus an fualaitheacht te i n-ionsaithe ardchumhachta RF.
Tá roghnú teicneolaíochta na leictreonaí ceart do thionlascróga RF ardchumhachta ag brath ar an bhfreabhracht sprioc, ar an gcur as cumhachta, ar an éifeachtacht, agus ar theorainní an chostais. Tugann nitríd galaimhe (GaN) ar charbóid siliciúim an dhlús is airde cumhachta agus an éifeachtacht is airde thar 100 W—go háirithe tá sé ríthábhachtach i stáisiúin bonn 5G móra agus i stáisiúin bonn mmWave. Tá LDMOS siliciúim fós costas-éifeachtach agus láidir do úsáid i stáisiúin bonn faoi 3 GHz, agus tá arseníd galaimhe (GaAs) an-láidir i ndearadh milliméadar-thonn le cumhacht mheánach agus le líneachas ard. Tugann méadú ar an gcur as cumhachta thar 1 kW dúshláin teasa trom: méadaíonn teocht an ghnáthphointe go líneach leis an gcur as cumhachta a chaithtear, rud a laghdaíonn go díreach an oiriúnacht fhadtéarmach. Cé gur féidir an cur as iomlán a mhéadú trí iolrú transistoirí le roinnithe Wilkinson nó trí thionscail chothromaithe, tá caillteanais an chomhcheanglaigh agus an roinnt neamhchothromach reoile a laghdaíonn an t-éifeachtacht agus an t-ghain iomlán. Ag leibhéil an chur as cumhachta an-ard (>10 kW), tá tionscail an torainn-tionlascróga (TWTAs) fós i mbun an ghluaisteáin mar gheall ar a réiteach teasa is fearr—cé gur ag dul i dtreo an bhealach céanna i dtionscail an tsolaid-stát. Ní mór do dhearthóirí freisin aird a thabhairt ar theorainní briseadh an ábhair: i gcaidreamh GaN, tá baint le hearracht an-ard ag an gcumhacht-sríobh agus an gcumhacht-dhíreach os cionn 100 V. Ar deireadh na dála, léiríonn teorainní an méadaithe an idirghníomhaíocht fisiciúil idir dlús an chumhachta, an scagadh teasa, agus oiriúnacht an dhisposithe—rud a dhéanann roghnú na teicneolaíochta an cinneadh bunúsach i aon dhearadh iontach ar thionlascróga RF ardchumhachta.
Is é an príomhfhachtóir a thagann i gceist le hionadú na hin-éifeachtaíochta ná teocht an ghluaiseanna sa ghléas gníomhach. Tugann oibriú leanúnach thuas airdeanna a raibh sé rátáilte agus é ag luascadh meicníochtaí theip mar shampla an t-eiliminteacht agus an tuirse ar na sreangacha ceangail. Is criticiúil an bainistiú teasa, lena n-áirítear na heitleoirí agus na vias teasa, chun ionadú fadtéarmach a chinntiú.
Tá dearadh an phláta crua (PCB) tábhachtach don bainistiú teasa trí lámhach cosúil le slí le teas a scaoileadh. Tagann fachtóirí cosúil le tiús an chopaire, suíomh na bhfias teasa, agus comhtháthú na n-eitleoirí i gceist chun cinntiú go mbíonn an t-amhlaidh ag oibriú laistigh den raon teasa sábháilte.
Go minic, tugann éifeachtaíocht ard neamhlíneachas, rud a chruthaíonn distortiún ar an siognál. Úsáidtear bac ar an mbealach isteach (input back-off) agus topailíochtaí casta cosúil le Doherty nó Class F chun cothrom a dhéanamh idir éifeachtaíocht agus líneachas i ndearadh.
Úsáideann leathnóirí nua-aimseartha teicnící cosúil le ró-achomharc digiteach (DPD) chun an iompar neamhlineárnach an leathnóra a athbhualadh roimh ré, ag fheabhsú na líneachta agus ag coimeád an éifeachtachta ar a bhfuil sé mar a bheadh.
Is iad gallaimh nitride (GaN), silicium LDMOS, agus gallaimh arsenide (GaAs) na teicnící leictreonacha is coitianta, agus roghnaítear iad bunaithe ar riachtanais na minicíochta, an chumhachta, agus na costais.
