隨著世界變得越來(lái)越相互關(guān)聯(lián)，對(duì)更快、更高效的通信網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增長(zhǎng)。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(yùn)行。為解決這個(gè)問(wèn)題，NTT 公司最近發(fā)布了一款新的放大器 IC 模塊，可提供高達(dá) 100 GHz 帶寬的高放大性能。
使用 InP HBT 技術(shù)的基帶放大器 IC裸片照片
在這篇文章中，我們將討論高頻放大的挑戰(zhàn)、它在 5G 和 6G 網(wǎng)絡(luò)中的需求，以及 NTT 的放大器如何提供幫助。
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(jì)為 100 GHz 至 1 THz。
雖然這些更高的頻率帶來(lái)了更快的通信數(shù)據(jù)速率，但它們也帶來(lái)了許多重大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。
高頻信號(hào)沿傳輸介質(zhì)遇到傳輸線效應(yīng)。
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(hào)衰減。當(dāng)高頻信號(hào)通過(guò)傳輸介質(zhì)傳播時(shí)，它們會(huì)遇到傳輸線效應(yīng)，例如導(dǎo)致能量損失和信號(hào)幅度降低的寄生效應(yīng)。在高級(jí)模型中，射頻信號(hào)的信號(hào)衰減與頻率成正比，這意味著頻率越高，信號(hào)衰減越大。
此外，隨著信號(hào)達(dá)到更高的頻率，組件中的非線性引起的失真會(huì)對(duì)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(hào)處理中的錯(cuò)誤和不準(zhǔn)確。
解決方案：放大
在這兩種情況下，RF 設(shè)計(jì)的許多高頻挑戰(zhàn)都可以通過(guò)放大來(lái)解決。
增益和帶寬通常是折衷的。圖片由Petteri Aimonen提供
放大通過(guò)增加信號(hào)的幅度來(lái)幫助糾正與信號(hào)衰減相關(guān)的問(wèn)題。關(guān)于失真，適當(dāng)?shù)姆糯笥兄谕ㄟ^(guò)確保信號(hào)被線性放大來(lái)減少失真，從而保持原始信號(hào)的完整性。
然而，放大高頻信號(hào)的一個(gè)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(huì)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(shí)現(xiàn)。理想情況下，RF 設(shè)計(jì)人員需要高增益和寬帶寬，以便在整個(gè)頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻一致的信號(hào)放大。
NTT 推出 100 GHz 放大器 IC
上周，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(xiàng)重大創(chuàng)新：使用基于磷化銦(InP) 的異質(zhì)結(jié)雙極型晶體管 (InP HBT) 技術(shù)和先進(jìn)的封裝，將DC 模塊集成到芯片中。通過(guò)這些技術(shù)的結(jié)合，NTT在1平方毫米的封裝內(nèi)創(chuàng)造了一個(gè)新的放大器IC模塊，實(shí)現(xiàn)了高頻下的高增益，并在100 GHz頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了相對(duì)平坦的頻率響應(yīng)。
NTT 的新放大器
NTT 的100G放大器
雖然更多細(xì)節(jié)尚未公布，但研究人員聲稱已經(jīng)證明放大器 IC 模塊可以無(wú)失真地放大符號(hào)率（symbol rate）為 112G波特的超寬帶 PAM-4 信號(hào)。該公司希望其突破性成果將在創(chuàng)新光無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（ IOWN）和6G毫米波等未來(lái)高速通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。
原文：https://www.allaboutcircuits.com/news/targeting-6g-worlds-first-compact-amplifier-ic-breaks-100-ghz/
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