Digitaler Leistungsverstärker für die Mobilfunk-Kommunikation im Sub-Terahertz (THz)-Bereich ab 100 GHz vom Ferdinand-Braun-Institut (FBH) am Berliner Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik.

Digitaler Leistungsverstärker für die Mobilfunk-Kommunikation im Sub-Terahertz (THz)-Bereich ab 100 GHz vom Ferdinand-Braun-Institut (FBH) am Berliner Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik. FBH/P. Immerz

Während die industrielle Umsetzung des 5G-Mobilfunk-Standards in der Industrie noch gar nicht begonnen hat, gibt es bereits konkrete Überlegungen und Entwicklungen für die nächste Generation, 6G. So stellt das Ferdinand-Braun-Institut (FBH) am Berliner Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik auf der German Microwave Conference (GeMiC 2020) vom 9. bis 11. März 2020 digitale Hochfrequenz-Leistungsverstärker im Sub-Terahertz-Bereich vor. Natürlich sind dafür energieeffiziente Verstärkerkonzepte von besonderer Relevanz, weil die Sende-Verstärker in Kommunikationssystemen den Großteil der Energie verbrauchen. Auf der German Microwave Conference präsentiert das FBH erstmalig Untersuchungsergebnisse des digitalen Leistungsverstärker-Konzepts im Sub-THz-Bereich. Dabei werden erste Optimierungsansätze für die Modellierung der Transistoren und Verstärker vorgestellt – Grundstein für neuartige, flexible und kompakte digitale Senderketten bis 200 GHz auf dem FBH-eigenen Indiumphosphid (InP)-Prozess.

HF-Leistungsverstärker mit Versorgungsspannungs-Modulation für Frequenzen von 20 bis 26 GHz. Diese energiesparende Technik könnte bereits in 5G-Funkverstärkern eingesetzt werden.

HF-Leistungsverstärker mit Versorgungsspannungs-Modulation für Frequenzen von 20 bis 26 GHz. Diese energiesparende Technik könnte bereits in 5G-Funkverstärkern eingesetzt werden. FBH/Schurian.com

Versorgungsspannungs-Modulation

Die Versorgungsspannungs-Modulation (Envelope Tracking) ist ein weiterer Ansatz des FBH, um die Effizienz von HF-Leistungsverstärkern zu verbessern. Hierbei wird die Versorgungsspannung des Verstärkers entsprechend der momentanen Hüllkurve des zu verstärkenden Signals moduliert. Dazu werden zwei neuartige Demonstratoren ausgestellt.

Zusammen mit der Europäischen Weltraumagentur ESA hat das Institut einen Verstärker für die Satellitenkommunikation bei 1,62 GHz entwickelt.

Darüber hinaus überträgt das FBH das Konzept der Versorgungsspannungs-Modulation auch auf Millimeterwellen-Verstärker, etwa für 5G. Das Modul arbeitet im Bereich von 20 – 26 GHz, womit auch ein 5G-Bereich (26 GHz im Frequenzbereich FR2) erfasst wird.