NEC erreicht Rekordausgangsleistung im 150-GHz-Band mithilfe massenproduzierbarer GaAs-Technologie

Neuauflage von Plato

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19 Januar 2023

Das in Tokio ansässige Unternehmen NEC Corp hat einen Leistungsverstärker entwickelt, der als Schlüsselgerät für mobile Zugangs- und drahtlose Fronthaul/Backhaul-Kommunikationsgeräte dienen kann, um Hochgeschwindigkeitskommunikation mit hoher Kapazität für 5G Advanced- und 6G-Netzwerke zu ermöglichen. Der Leistungsverstärker nutzt Galliumarsenid (GaAs)-Technologie, die in Massenproduktion hergestellt werden kann und eine Rekordausgangsleistung von 10 mW im 150-GHz-Band erreicht hat. NEC nutzt dies und möchte sowohl die Geräteentwicklung als auch die soziale Umsetzung beschleunigen.

5G Advanced und 6G sollen Hochgeschwindigkeitskommunikation mit hoher Kapazität der 100-Gbit/s-Klasse ermöglichen, was der zehnfachen Geschwindigkeit des bestehenden 10G entspricht. Dies kann effektiv durch die Nutzung des Sub-Terahertz-Bandes (5–100 GHz) erreicht werden, das eine große Bandbreite von 300 GHz oder mehr bieten kann. Insbesondere wird eine baldige Kommerzialisierung des D-Bands (10–130 GHz) erwartet, das international für die feste drahtlose Kommunikation reserviert ist.

NEC sagt, dass es weiterhin Fortschritte in der Technologieentwicklung macht, indem es sein Wissen über Hochfrequenzbänder nutzt, das durch die Entwicklung und den Betrieb von Funkgeräten für 5G-Basisstationen und PASOLINK, einem ultrakompakten Mikrowellenkommunikationssystem, das Basisstationen über drahtlose Kommunikation verbindet, kultiviert wurde.

Der neu entwickelte Leistungsverstärker verwendet einen kommerziell erhältlichen 0.1-μm-GaAs-Pseudomorphic-High-Electron-Mobility-Transistor-Prozess (pHEMT). Im Vergleich zu CMOS auf Siliziumbasis und Siliziumgermanium (SiGe), die für das Sub-Terahertz-Band verwendet werden, weisen GaAs-pHEMTs eine hohe Betriebsspannung und niedrigere Anschaffungskosten für die Massenproduktion auf.

Bild: NECs neu entwickelter D-Band-Leistungsverstärker.

Im Hinblick auf das Schaltungsdesign eliminiert der Leistungsverstärker Faktoren, die die Leistung im Hochfrequenzband beeinträchtigen, und verwendet eine Impedanzanpassungsnetzwerkkonfiguration, die für hohe Ausgangsleistungen geeignet ist. Dadurch konnten hervorragende Hochfrequenzeigenschaften zwischen 110 GHz und 150 GHz sowie die weltweit höchste Ausgangsleistung für einen GaAs-pHEMT erreicht werden.

Neben der Realisierung leistungsstarker, kostengünstiger Funkkommunikationsgeräte über 100 GHz wird erwartet, dass der Leistungsverstärker die gesellschaftliche Umsetzung von 5G Advanced und 6G beschleunigen wird.

NEC sagt, dass es in Zukunft weiterhin Technologien entwickeln wird, die darauf abzielen, schnelle, leistungsstarke und kostengünstige drahtlose Kommunikation für 5G Advanced und 6G zu erreichen.

Diese Forschung wird vom japanischen Ministerium für innere Angelegenheiten und Kommunikation unterstützt (JPJ000254).

Weitere Einzelheiten zu dieser Technologie gibt NEC auf der IEEE Topical Conference on RF/Microwave Power Amplifiers for Radio and Wireless Applications (PAWR2023) in Las Vegas (22.–25. Januar) bekannt.

Stichworte: GaAs pHEMT

Besuchen Sie: www.radiowirelessweek.org/conferences/pawr

Besuchen Sie: www.nec.co.jp.