Modul transmițător în bandă E GaN pentru comunicații mobile 6G

Până în 2030, se așteaptă că comunicațiile mobile 6G vor deschide calea pentru aplicații inovatoare, cum ar fi inteligența artificială, realitatea virtuală și Internetul obiectelor.Acest lucru va necesita performanțe mai mari decât standardul actual de telefonie mobilă 5G folosind noi soluții hardware.Ca atare, la EuMW 2022, Fraunhofer IAF va prezenta un modul transmițător GaN eficient din punct de vedere energetic, dezvoltat împreună cu Fraunhofer HHI pentru intervalul corespunzătoare de frecvență 6G peste 70 GHz.Performanța ridicată a acestui modul a fost confirmată de Fraunhofer HHI.
Vehicule autonome, telemedicină, fabrici automatizate – toate aceste viitoare aplicații în transporturi, asistență medicală și industrie se bazează pe tehnologiile informației și comunicațiilor care depășesc capacitățile standardului actual de comunicații mobile de generația a cincea (5G).Lansarea așteptată a comunicațiilor mobile 6G în 2030 promite să ofere rețelele de mare viteză necesare pentru volumele de date necesare în viitor, cu rate de date de peste 1 Tbps și latență de până la 100 µs.
Din 2019 ca proiect KONFEKT („Componente de comunicare 6G”).
Cercetătorii au dezvoltat module de transmisie bazate pe semiconductor de putere cu nitrură de galiu (GaN), care pentru prima dată poate folosi intervalul de frecvență de aproximativ 80 GHz (banda E) și 140 GHz (banda D).Modulul transmițător inovator în bandă E, a cărui performanță ridicată a fost testată cu succes de Fraunhofer HHI, va fi prezentat publicului expert la Săptămâna Europeană a Microundelor (EuMW) din Milano, Italia, în perioada 25-30 septembrie 2022.
„Datorită cerințelor mari de performanță și eficiență, 6G necesită noi tipuri de echipamente”, explică dr. Michael Mikulla de la Fraunhofer IAF, care coordonează proiectul KONFEKT.„Componentele de ultimă generație de astăzi își ating limitele.Acest lucru se aplică în special tehnologiei semiconductoare de bază, precum și tehnologiei de asamblare și antenă.Pentru a obține cele mai bune rezultate în ceea ce privește puterea de ieșire, lățimea de bandă și eficiența energetică, folosim circuite cu microunde cu microunde (MMIC) cu integrare monolitică bazată pe GaN ale modulului nostru înlocuiește circuitele de siliciu utilizate în prezent. Ca semiconductor cu bandgap largă, GaN poate funcționa la tensiuni mai mari. , oferind pierderi semnificativ mai mici și componente mai compacte. În plus, ne îndepărtăm de pachetele de proiectare plană și de montare pe suprafață pentru dezvoltarea arhitecturii de formare a fasciculului cu pierderi reduse cu ghiduri de undă și circuite paralele încorporate.”
Fraunhofer HHI este, de asemenea, implicat activ în evaluarea ghidurilor de undă imprimate 3D.Mai multe componente au fost proiectate, fabricate și caracterizate folosind procesul de topire selectivă cu laser (SLM), inclusiv divizoare de putere, antene și alimentare de antene.Procesul permite, de asemenea, producerea rapidă și rentabilă a componentelor care nu pot fi fabricate folosind metode tradiționale, deschizând calea pentru dezvoltarea tehnologiei 6G.
„Prin aceste inovații tehnologice, institutele Fraunhofer IAF și HHI permit Germaniei și Europei să facă un pas important către viitorul comunicațiilor mobile, aducând în același timp o contribuție importantă la suveranitatea tehnologică națională”, a spus Mikula.
Modulul E-band oferă 1W de putere de ieșire liniară de la 81 GHz la 86 GHz combinând puterea de transmisie a patru module separate cu un ansamblu ghid de undă cu pierderi extrem de scăzute.Acest lucru îl face potrivit pentru conexiuni de date punct la punct în bandă largă pe distanțe lungi, o capacitate cheie pentru viitoarele arhitecturi 6G.
Diverse experimente de transmisie realizate de Fraunhofer HHI au demonstrat performanța componentelor dezvoltate în comun: în diferite scenarii de exterior, semnalele respectă specificația actuală de dezvoltare 5G (5G-NR Release 16 din standardul 3GPP GSM).La 85 GHz, lățimea de bandă este de 400 MHz.
Cu linia vizuală, datele sunt transmise cu succes până la 600 de metri în modulație de amplitudine în cuadratura cu 64 de simboluri (64-QAM), oferind o eficiență mare a lățimii de bandă de 6 bps/Hz.Magnitudinea vectorului de eroare a semnalului recepționat (EVM) este de -24,43 dB, mult sub limita 3GPP de -20,92 dB.Deoarece linia de vedere este blocată de copaci și vehicule parcate, datele modulate 16QAM pot fi transmise cu succes până la 150 de metri.Datele de modulație în cuadratura (cadrare cu schimbare de fază în cuadratura, QPSK) pot fi în continuare transmise și recepționate cu succes la o eficiență de 2 bps/Hz chiar și atunci când linia vizuală dintre emițător și receptor este complet blocată.În toate scenariile, un raport semnal-zgomot ridicat, uneori mai mare de 20 dB, este esențial, mai ales având în vedere gama de frecvență, și poate fi atins doar prin creșterea performanței componentelor.
În a doua abordare, a fost dezvoltat un modul transmițător pentru o gamă de frecvență în jur de 140 GHz, combinând o putere de ieșire de peste 100 mW cu o lățime de bandă maximă de 20 GHz.Testarea acestui modul este încă înainte.Ambele module transmițătoare sunt componente ideale pentru dezvoltarea și testarea viitoarelor sisteme 6G în intervalul de frecvență terahertzi.
Vă rugăm să utilizați acest formular dacă întâmpinați greșeli de ortografie, inexactități sau dacă doriți să trimiteți o solicitare de editare a conținutului acestei pagini.Pentru întrebări generale, vă rugăm să utilizați formularul nostru de contact.Pentru feedback general, utilizați secțiunea de comentarii publice de mai jos (urmați regulile).
Feedback-ul dumneavoastră este foarte important pentru noi.Cu toate acestea, din cauza volumului mare de mesaje, nu putem garanta răspunsuri individuale.
Adresa dvs. de e-mail este folosită numai pentru a informa destinatarii cine a trimis e-mailul.Nici adresa dvs., nici adresa destinatarului nu vor fi folosite în niciun alt scop.Informațiile pe care le-ați introdus vor apărea în e-mailul dvs. și nu vor fi stocate de Tech Xplore sub nicio formă.
Acest site web folosește cookie-uri pentru a facilita navigarea, pentru a analiza utilizarea serviciilor noastre, pentru a colecta date pentru a personaliza reclamele și pentru a oferi conținut de la terți.Prin utilizarea site-ului nostru web, confirmați că ați citit și înțeles Politica noastră de confidențialitate și Termenii de utilizare.