在現(xiàn)代通信技術的發(fā)展中，5G、衛(wèi)星通訊、航空航天以及防衛(wèi)等領域的射頻應用持續(xù)面臨各種挑戰(zhàn)。

射頻功率放大器的機遇與挑戰(zhàn)

當前射頻功率放大器的大部分增長機遇和挑戰(zhàn)都在衛(wèi)星通訊和新興的5G通訊解決方案上，特別是對射頻功率放大器的需求愈發(fā)增加。例如，NASA開放的低軌道（LEO）衛(wèi)星項目為各類服務提供了廣泛的通信支持。同時，隨著相控陣天線取代傳統(tǒng)大型天線，高的射頻功率結(jié)合高的 P1dB 和 IP3，在射頻應用中實現(xiàn)更高的功率和效率，減少失真，降低功耗。

毫米波5G通信

新一代的毫米波5G通信解決方案，通過其速度、超寬帶寬和低時延為寬帶通信達到了在支持實時決策制定提高信息共享量的效果。在較低的頻帶（低于6 GHz）運行的5G系統(tǒng)容易受到大功率干擾信號的影響，但是毫米波（24 GHz及以上）的5G系統(tǒng)不易受到大功率干擾信號的影響，帶著5G網(wǎng)絡走向戰(zhàn)場與非戰(zhàn)場應用。此外，5G技術在遠程控制和智能物流等戰(zhàn)場外的領域應用前景依舊廣闊。

（1）國際視野下的5G毫米波頻段

不同國家對5G毫米波頻段的選擇有所不同，如美國的28 GHz和39 GHz頻段，以及中國的24.25 – 27.5 GHz頻段。這種頻譜分配差異對各國5G網(wǎng)絡的建設和發(fā)展有著重要影響。

（2）5G網(wǎng)絡架構(gòu)與分支

5G網(wǎng)絡由宏基站和小型小區(qū)組成。宏基站使用毫米波回程或光纖鏈路連接到核心網(wǎng)絡。宏基站可以直接與用戶設備蜂窩電話或其它蜂窩分支通話，蜂窩分支與提供最后一英里連接的用戶設備移動設備通話。蜂窩分支和家庭基站為連接可能較弱或具有高用戶密度的辦公樓內(nèi)提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。

宏基站覆蓋的范圍很大，可以達到大于一公里，最大輸出功率可以達到大于100瓦。家庭基站提供額外的設備容量和覆蓋范圍，可支撐高達100個用戶的覆蓋范圍可以到達300米以內(nèi)。

雷達通信與頻段應用

雷達系統(tǒng)在1 GHz到2 GHz的L波段運行，包括應用在“識別敵我”、測距設備、以及追蹤和監(jiān)測。S波段（2 GHz到4 GHz）用在選擇性回應模式S應用以及天氣雷達系統(tǒng)。X波段（8 GHz到12 GHz）被用在天氣和飛機雷達，而C波段（4 GHz到8 GHz）主要用于5G和其他低頻7 GHz通信應用。5G毫米波提供了最高的帶寬和數(shù)據(jù)速率，運行在24 GHz以及更高的頻率上。用于LEO和地球同步通信的衛(wèi)星通信應用在一個覆蓋了12 GHz到40 GHz的K波段上。

GaN在碳SiC基底上的功率放大器以其高功率密度和高效率，在Ka和Ku波段的應用中顯示出顯著優(yōu)勢。這些特性對于滿足射頻通信中對高線性度、高效率的要求至關重要。

通過了解氮化鎵在碳化硅基底上的功率放大器技術，我們可以看到其在解決現(xiàn)代射頻通信中遇到的挑戰(zhàn)上具有不可替代的作用，尤其在提升5G通信效率、減少能耗和支持高級通信系統(tǒng)方面的重要性。