ปัจจัยสำคัญในการเลือกแอมพลิฟายเออร์กำลัง RF ให้เหมาะกับความต้องการ

ช่วงความถี่และความกว้างของช่วงความถี่: การเลือกแอมพลิฟายเออร์กำลัง RF ให้สอดคล้องกับข้อกำหนดของสัญญาณ

วิธีที่ช่วงความถี่กำหนดความเข้ากันได้ของแอมพลิฟายเออร์

แอมป์กำลังสัญญาณวิทยุทำงานได้ดีที่สุดเมื่ออยู่ภายในช่วงความถี่ที่กำหนด ซึ่งโดยทั่วไปอยู่ระหว่างประมาณ 1 เมกะเฮิรตซ์ ไปจนถึง 6 กิกะเฮิรตซ์ในระบบที่ใช้ในทางการค้าส่วนใหญ่ งานวิจัยเมื่อปีที่แล้วยังได้ค้นพบสิ่งที่น่าสนใจอีกด้วย นั่นคือ ในจำนวน 10 กรณีที่สัญญาณมีปัญหาในเทคโนโลยีไร้สาย พบว่ามีประมาณ 6 กรณีที่เกิดจากปัญหาในการจับคู่ความถี่ของแอมป์ให้ตรงกับความถี่ที่ต้องการ โดยเฉพาะในบริเวณขอบของช่วงความถี่นั้นเป็นตัวอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดคือระบบ 5G NR ซึ่งต้องการการครอบคลุมความถี่อยู่ระหว่าง 3.4 ถึง 3.8 กิกะเฮิรตซ์ ดังนั้นแอมป์จึงต้องสามารถรองรับช่วงความถี่ทั้งหมดนี้ได้โดยที่กำลังสัญญาณขาออกมีการเปลี่ยนแปลงน้อยมาก (โดยอุดมคติแล้วความแตกต่างตลอดทั้งแถบความถี่จะต้องไม่เกิน +/- 0.5 เดซิเบล) มิฉะนั้นประสิทธิภาพการทำงานจะไม่เพียงพอสำหรับการนำไปใช้งานจริงในโลกแห่งความเป็นจริง

ความสัมพันธ์ระหว่างความกว้างของแถบความถี่และความเที่ยงตรงของสัญญาณ

ปริมาณแบนด์วิดธ์ที่มีอยู่มีผลอย่างมากต่อการรักษาคุณภาพของการโมดูเลตสัญญาณไว้ให้คงเดิมระหว่างการส่งผ่าน เมื่ออัมปลิฟายเออร์มีค่าต่ำกว่าเกณฑ์ 120 เมกะเฮิรตซ์ อัมปลิฟายเออร์เหล่านั้นมักจะก่อให้เกิดปัญหาค่าความคลาดเคลื่อนเวกเตอร์ (error vector magnitude) เพิ่มขึ้นประมาณ 30% เมื่อต้องประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อนอย่างสัญญาณ 256-QAM เมื่อเทียบกับการออกแบบที่มีแบนด์วิดธ์กว้างกว่า เช่น 400 เมกะเฮิรตซ์ ความสำคัญของปัจจัยนี้ยิ่งชัดเจนมากยิ่งขึ้นในระบบ OFDM อย่างมาตรฐาน Wi-Fi 6E ที่มีความต้องการแบนด์วิดธ์สูงกว่า 160 เมกะเฮิรตซ์ในแต่ละช่วงเวลา เพื่อป้องกันไม่ให้สัญลักษณ์ (symbol) รบกวนกัน และยังคงอัตราการส่งข้อมูลได้รวดเร็วภายในเครือข่าย

กรณีศึกษา: อัมปลิฟายเออร์แบบแบนด์วิดธ์กว้างในสถานีฐานหลายมาตรฐาน

การทดสอบภาคสนามในปี 2023 บนสถานีฐาน 4G และ 5G ได้เปิดเผยข้อมูลที่น่าสนใจเกี่ยวกับตัวขยายกำลัง RF แบบ wideband เมื่ออุปกรณ์เหล่านี้ครอบคลุมความถี่ตั้งแต่ 1.7 ถึง 4.2 GHz สามารถลดการใช้พลังงานลงได้ประมาณ 18 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับการใช้อุปกรณ์ narrowband หลายตัวแยกกัน สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่านั้นคือประสิทธิภาพการทำงาน โดยตัวขยายกำลังรักษาระดับอัตราส่วนคลื่นนิ่งของแรงดันไฟฟ้า (voltage standing wave ratio) ไว้ต่ำกว่า 2.5:1 ทั้งที่ความถี่ 2.3 GHz สำหรับ LTE Band 40 และ 3.5 GHz สำหรับ 5G n78 ประสิทธิภาพเช่นนี้ทำให้มันเหมาะมากสำหรับการใช้งานในระบบ carrier aggregation และยังช่วยลดความยุ่งยากในการติดตั้งอุปกรณ์ที่ต้องทำงานร่วมกับมาตรฐานการสื่อสารที่หลากหลาย

กลยุทธ์: การจัดแนวความถี่และแบนด์วิธกับความต้องการของโมดูเลชันและช่องสัญญาณ

1. การครอบคลุมความถี่ : เลือกตัวขยายกำลังที่มีช่วงความถี่เกินความต้องการสูงสุดอย่างน้อย 15%
2. การจัดสรรแบนด์วิธ : ใช้สูตร occupied bandwidth = channel spacing × (1 + roll-off factor) เพื่อกำหนดความต้องการแบนด์วิธขั้นต่ำ
3. ความไวต่อโมดูเลชัน : ให้ความสำคัญกับแอมปลิฟายเออร์ที่มีค่า TOI (Third-Order Intercept) สูงกว่า 35 dBm สำหรับการมอดูเลตแบบ 64-QAM และสูงกว่า

สถาปนิกระบบควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแอมปลิฟายเออร์สอดคล้องกับข้อกำหนดของมาสก์สเปกตรัม โดยเฉพาะ ACLR ในแถบความถี่ที่มีใบอนุญาต เพื่อป้องกันการรบกวนและความปัญหาด้านกฎระเบียบ

กำลังส่งออกและเชิงเส้น: การสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความสมบูรณ์ของสัญญาณ

การทำความเข้าใจจุดการอัดแน่น (1 dB Compression Point) และช่วงการทำงานของแอมปลิฟายเออร์

จุดความถี่ลดลง 1 เดซิเบล (1 dB compression point) หรือที่เรียกกันว่า P1dB บ่งชี้พื้นฐานว่าเมื่อใดที่แอมปลิฟายเออร์ RF เริ่มสูญเสียสมรรถนะเชิงเส้น เนื่องจากค่าเกน (Gain) ลดลงต่ำกว่าระดับที่ควรจะเป็นอยู่ 1 เดซิเบลอย่างแม่นตรง เมื่อเราใช้งานเกินระดับนี้ คุณภาพของสัญญาณจะเริ่มเกิดการบิดเบือน นั่นจึงเป็นเหตุผลที่วิศวกรโดยทั่วไปมักจะเผื่อช่วงห่างไว้ประมาณ 3 ถึง 6 เดซิเบลในระบบเรดาร์ เพื่อรับมือกับการเพิ่มขึ้นของกำลังไฟฟ้าที่เกิดขึ้นไม่คาดคิดเป็นครั้งคราว สิ่งนี้่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสัญญาณที่มีอัตราส่วนพีคต่อค่าเฉลี่ยสูง (peak-to-average ratios) เช่น เทคโนโลยี OFDM สัญญาณเหล่านี้สร้างจุดพีคที่สูงมากตามธรรมชาติ ซึ่งสามารถผลักดันให้แอมปลิฟายเออร์เข้าสู่ภาวะการทำงานที่ถูกบีบอัด (compression) ได้ง่าย หากไม่มีการจัดการที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการเสียคุณภาพของสัญญาณที่อาจเกิดขึ้น

ผลกระทบของความเป็นเชิงเส้นต่อโครงสร้างการปรับความถี่เชิงซับซ้อน

เมื่อเกิดการขยายสัญญาณแบบไม่เป็นเชิงเส้น จะส่งผลรบกวนค่าการวัด EVM โดยเฉพาะในระบบโมดูเลชันระดับสูงที่เราเห็นกันในปัจจุบัน เช่น 256-QAM และแม้แต่ 1024-QAM ในเครือข่าย 5G และการใช้งาน Wi-Fi 6E ปัญหาจะยิ่งแย่ลงเมื่อผลิตภัณฑ์การแทรกสอดระหว่างความถี่ผสมเข้ากับการบิดเบือนฮาร์มอนิก ซึ่งอาจทำให้อัตราการเกิดบิตผิดพลาด (bit error rate) เพิ่มสูงกว่า 40% ในระบบ 64-QAM มาตรฐาน โชคดีที่ปัจจุบันมีเทคนิคแก้ไขที่มีประสิทธิภาพและชาญฉลาดหลายวิธีที่มีอยู่ในตลาด ซึ่งเทคนิคการบิดเบือนสัญญาณล่วงหน้าแบบดิจิทัล (Digital predistortion) ที่รวมเข้ากับวิธีการแก้ไขแบบป้อนกลับ (feedforward correction) ได้แสดงให้เห็นว่าสามารถควบคุมระดับ EVM ได้ดี โดยทั่วไปสามารถรักษาไว้ต่ำกว่าเกณฑ์ที่ 3% วิธีการเหล่านี้ยังให้ประสิทธิภาพ ACLR สูงกว่า 40 dBc ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้ผลิตในการรับประกันว่าสัญญาณจะคงความสะอาดและเชื่อถือได้ภายใต้เงื่อนไขการใช้งานที่แตกต่างกัน

กรณีศึกษา: การจัดการการอิ่มตัวของกำลังสัญญาณในระบบเรดาร์และระบบ 5G

ในช่วงการทดสอบภาคสนามที่ดำเนินการต้นปี 2023 ที่ฐานทัพหนึ่ง นักวิจัยสังเกตพบว่าเรดาร์แบบอาร์เรย์เป็นช่วง (phased array radar) ของพวกเขาสร้างเป้าหมายเทียม (ghost targets) ขึ้น เมื่อถูกโจมตีด้วยพัลส์พลังงาน 10 กิโลวัตต์ ปัญหาที่เกิดขึ้นกลายเป็นว่าเกิดจากการอิ่มตัวของแอมพลิฟายเออร์ (amplifier saturation) ซึ่งทำให้สัญญาณบิดเบือน (signal distortion) หลังจากใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการแก้ไขปัญหา ทีมวิศวกรก็แก้ไขปัญหาได้ในที่สุด โดยใช้เทคนิคการปรับค่าเบียสแบบไดนามิก (dynamic bias adjustments) ร่วมกับเทคนิคการดึงโหลดแบบเรียลไทม์ (real time load pull techniques) ซึ่งช่วยลดสัญญาณที่ไม่ต้องการลงได้ประมาณ 18 เดซิเบล (decibels) เมื่อพิจารณาปัญหาที่คล้ายกันในแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ บริษัทโทรคมนาคมก็ได้รับประโยชน์เช่นเดียวกัน ผู้ให้บริการรายหนึ่งรายงานว่ามีการปรับปรุงประสิทธิภาพที่ชัดเจนสำหรับสถานีฐานคลื่นมิลลิเมตร (millimeter wave) 5G หลังจากที่อัปเกรดไปใช้แอมพลิฟายเออร์ที่ผลิตจากไนเตรดแกลเลียม (gallium nitride) องค์ประกอบใหม่เหล่านี้มอบพื้นที่การทำงานเพิ่มเติมอีก 30 เปอร์เซ็นต์ในช่วงการดำเนินการเชิงเส้น (linear operation range) ทำให้ค่าการรั่วไหลของช่องสัญญาณข้างเคียง (adjacent channel leakage ratio) ดีขึ้นจากระดับ -38 dBc ที่ค่อนข้างแย่ มาอยู่ที่ระดับ -45 dBc ที่สะอาดกว่ามาก การปรับปรุงในลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อการรักษาการใช้งานสเปกตรัมให้สะอาดในแถบความถี่ที่แออัด

กลยุทธ์: การคำนวณกำลังไฟฟ้าสูงสุดสำหรับสัญญาณ CW, AM และ Multi-Carrier

การคำนวณเหล่านี้เป็นแนวทางในการเลือก Headroom วิศวกรจะตรวจสอบความเป็นเชิงเส้น (Linearity) โดยการทดสอบสองโทน (Two-tone Testing) ภายใต้สภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน (-40°C ถึง +85°C) และแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย (±15%) สำหรับระบบ LTE แบบ Multi-carrier การรับประกันว่าค่า TOI >50 dBm จะช่วยควบคุมให้การบิดเบือนฮาร์มอนิก (Harmonic Distortion) ต่ำกว่าค่าความไวของตัวรับสัญญาณ (Receiver Sensitivity Thresholds)

ประสิทธิภาพและการจัดการความร้อน: การเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการระบายความร้อน

ข้อแลกเปลี่ยนระหว่างประสิทธิภาพ ความเป็นเชิงเส้น และการใช้พลังงาน

การออกแบบแอมป์กำลังวิทยุ (RF power amplifiers) หมายถึงการหาจุดสมดุลที่เหมาะสมระหว่างประสิทธิภาพกำลังเพิ่ม (PAE) ความเป็นเชิงเส้น และปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น ลองพิจารณาแอมป์คลาส D ตัวอย่างเช่น แอมป์คลาส D สามารถให้ค่า PAE ประมาณ 85% ที่ความถี่ใกล้เคียง 2.4 GHz ซึ่งดูดีในทางทฤษฎี แต่ก็มีข้อเสียเมื่อต้องจัดการกับสัญญาณหลายตัวในปัจจุบัน โดยจากการวิจัยที่เผยแพร่เมื่อปีที่แล้วในวารสาร International Journal of Electronics ระบุว่า การบิดเบือนความถี่สูงสุด (harmonic distortion) ของแอมป์คลาส D นั้นเกินระดับ -40 dBc ในทางกลับกัน แบบจำลองแอมป์คลาส AB สามารถควบคุมการบิดเบือนได้ดีกว่า โดยอยู่ต่ำกว่าระดับ -65 dBc แต่ประสิทธิภาพลดลงเหลือเพียง 45 ถึง 55% ของ PAE ดังนั้นผู้ผลิตจึงจำเป็นต้องใช้ฮีทซิงค์ขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อจัดการกับความร้อนที่เพิ่มขึ้น และเรื่องนี้มีความสำคัญอย่างมากต่อระบบ 5G massive MIMO ในปัจจุบัน ที่อุณหภูมิมีบทบาทสำคัญมาก โดยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเพียง 1 องศาเซลเซียส อาจทำให้อายุการใช้งานของทรานซิสเตอร์ลดลงได้ถึง 8 ถึง 12 เปอร์เซ็นต์ ทำให้วิศวกรที่ออกแบบอุปกรณ์สื่อสารรุ่นใหม่จำเป็นต้องคำนึงถึงประเด็นด้านความร้อนเป็นลำดับแรกๆ

Doherty กับ Class AB: ประสิทธิภาพในการใช้งานแอมป์กำลังวิทยุในโลกจริง

การทดสอบที่สถานี 5G ในเขตเมืองแสดงให้เห็นว่า แอมป์แบบ Doherty สามารถลดการใช้พลังงานลงได้ประมาณ 12 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับระบบแบบ Class AB ดั้งเดิม ขณะประมวลผลสัญญาณ OFDM ที่ซับซ้อนแบบ 64QAM แต่เมื่อพิจารณาในย่านความถี่สูงกว่า 6 GHz พบว่าการออกแบบแบบ Doherty กลับสร้างสัญญาณรบกวนแบบ intermodulation distortion มากขึ้นประมาณ 15% ซึ่งหมายความว่าผู้ให้บริการจำเป็นต้องใช้เทคนิคการปรับ predistortion เพิ่มเติมเพื่อชดเชย์ สำหรับการประยุกต์ใช้งานจริงนั้น มีการดำเนินการที่ประสบความสำเร็จในปี 2023 ภายในย่านสัญญาณ Sub-6 GHz ของกรุงโตเกียว โดยระบบสามารถทำประสิทธิภาพได้อย่างน่าประทับใจ โดยแอมป์แบบ Doherty แบบไม่สมมาตรสามารถทำ PAE ประสิทธิภาพได้เกือบ 58 เปอร์เซ็นต์ พร้อมทั้งยังสามารถส่งสัญญาณกำลังงานได้ระดับ 41 dBm บนช่องสัญญาณกว้าง 100 MHz พร้อมควบคุมค่าความคลาดเคลื่อนของเวกเตอร์ข้อผิดพลาด (error vector magnitude) ไว้ต่ำกว่า 3.2%

ระบบระบายความร้อนแบบ Active กับ Passive ในระบบแอมป์ RF กำลังสูง

ซับสเตรตไนไตรด์อลูมิเนียมทำงานได้ดีสำหรับการทำความเย็นแบบพาสซีฟ โดยรับได้ประมาณ 18 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร แม้ว่าจะเริ่มมีปัญหาเมื่ออุณหภูมิแวดล้อมสูงขึ้นเกิน 70 องศาเซลเซียส หากพิจารณาวิธีการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแอคทีฟที่กล่าวถึงในงานวิจัยการจัดการความร้อนล่าสุดสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาแน่นสูง วิธีเหล่านี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพให้ไปถึง 32 วัตต์ต่อตารางเซนติเมตร ขณะเดียวกันลดความต้านทานความร้อนลงประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม ในบริบททางการบินและอวกาศที่ใช้อมพลิฟายเออร์ GaN-on-SiC วิศวกรมักจับคู่ซิงก์ความร้อนแบบไมโครแชนแนลกับการไหลของอากาศที่ถูกจัดการอย่างระมัดระวัง เพื่อรักษาอุณหภูมิจุดต่อสำคัญไว้ใต้ 150 องศาเซลเซียส แม้ในช่วงเวลาการใช้งานที่ยาวนานโดยไม่มีการล้มเหลว

กลยุทธ์: การออกแบบระบบระบายความร้อนแบบกะทัดรัดโดยไม่ลดทอนประสิทธิภาพ

แนวทางสามประการที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านความร้อนในสภาพแวดล้อมที่จำกัดพื้นที่:

1. วัสดุเปลี่ยนเฟส : ดูดซับพลังงาน 300–400 กิโลจูล/ลูกบาศก์เมตร ระหว่างเกิดพัลส์ไฟฟ้า เหมาะสำหรับการใช้งานเรดาร์
2. คอมโพสิตแบบเพชร : ให้การนำความร้อนที่ 2000 วัตต์/เมตร·เคลวิน ที่ขั้นตอนส่งออก RF
3. ชุดไมโครฟินแบบ 3 มิติ : เพิ่มพื้นที่ผิวได้ 8 เท่าภายในพื้นที่เดิม

ต้นแบบปี 2023 ที่รวมเทคนิคเหล่านี้ไว้ด้วยกัน สามารถบรรลุ PAE ที่ระดับ 92% ที่ความถี่ 28 GHz โดยมีความเสถียรของอุณหภูมิ ±2°C ภายใต้ภาระแปรปรวน การสร้างแบบจำลองในเบื้องต้นเกี่ยวกับปฏิกิริยาเชิงความร้อนและอิเล็กทรอนิกส์ ช่วยป้องกันการสูญเสียประสิทธิภาพที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ตามอุณหภูมิ

ความบริสุทธิ์และความเสถียรของสัญญาณ: การรับประกันความเป็นเชิงเส้นและการจับคู่อิมพีแดนซ์

การรักษาความสมบูรณ์ของสัญญาณในแอมป์กำลัง RF จำเป็นต้องควบคุมความเป็นเชิงเส้นและการจับคู่อิมพีแดนซ์อย่างแม่นยำ

จุดตัดลำดับที่สาม (Third-order intercept point) และการบิดเบือนสัญญาณระหว่างช่องสัญญาณ (Intermodulation distortion) ในระบบหลายคลื่นพาหะ

จุดตัดลำดับที่สาม (Third order intercept point) หรือ IP3 ถือเป็นตัวชี้วัดหลักสำหรับพฤติกรรมเชิงเส้นของแอมพลิฟายเออร์ในสถานการณ์ที่มีหลายสัญญาณพาหะ (multiple carriers) เมื่อระบบจัดการกับสัญญาณพาหะจำนวนสี่ช่องหรือมากกว่า อาจเกิดการลดลงของอัตราสัญญาณต่อเสียงรบกวน (signal to noise ratio) ประมาณ 15 เดซิเบล หากทำงานใกล้ระดับการอัดแน่น (compression levels) ตามการศึกษาของ 3GPP ในปี 2022 การเพิ่มประสิทธิภาพ IP3 ประมาณ 6 เดซิเบล จะช่วยลดการแผ่รังสีในช่วงความถี่ (spectral emissions) ที่ไม่พึงประสงค์ลงได้ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ในสถานีฐาน LTE Advanced Pro สิ่งนี้ส่งผลให้การใช้ช่วงความถี่โดยรวมในเครือข่ายมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

การลดฮาร์โมนิกส์และข้อพิจารณาเกี่ยวกับค่าสัญญาณรบกวน

แอมพลิฟายเออร์สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียมต้องการการลดฮาร์โมนิกส์ลำดับที่สองและที่สามให้อยู่ต่ำกว่า -50 dBc เพื่อป้องกันการรบกวนในแถบความถี่ที่อยู่ติดกัน โครงสร้างตัวกรองขั้นสูงสามารถทำให้บรรลุเป้าหมายนี้ได้ โดยเพิ่มค่าสัญญาณรบกวน (noise figure) ไม่เกิน 1 เดซิเบล และรักษาประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (PAE) ไว้ที่ระดับ 85% ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานที่ละเอียดอ่อน เช่น เครื่องวัดความสูงแบบเรดาร์ (radar altimeters) และตัวส่งสัญญาณในดาวเทียมวงโคจรต่ำ (LEO satellite transmitters)

การจับคู่อิมพีแดนซ์เพื่อการถ่ายโอนพลังงานสูงสุดและความเสถียรของวงจร

การจับคู่อิมพีแดนซ์ที่ไม่ตรงกันเกินกว่า 1.2:1 VSWR จะทำให้สูญเสียพลังงาน 12% และเสี่ยงต่อความเสียหายของทรานซิสเตอร์ในแอมปลิฟายเออร์กำลังสูง ความก้าวหน้าล่าสุดในเครือข่ายจับคู่แบบปรับตัวใช้ baluns ไมโครสตริปที่สามารถปรับตั้งค่าใหม่เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน 97% ในช่วงความถี่ 600 MHz-3.5 GHz ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือในช่วงความถี่กว้าง

กลยุทธ์: การป้องกันการสะท้อนและการสั่นของสัญญาณในวงจรความถี่กว้าง

กระบวนการตรวจสอบความเสถียรแบบสามขั้นตอน

1. จำลองค่าพารามิเตอร์ S ตลอดช่วงแบนด์วิดธ์การทำงานทั้งหมด
2. ติดตั้งตัวแยกสัญญาณแบบเฟอร์ไรต์เพื่อให้ได้ค่าการแยกสัญญาณย้อนกลับมากกว่า 20 dB
3. ใช้การชดเชยความต้านทานเชิงลบแบบเลือกความถี่

วิธีการนี้สามารถลดอัตราส่วนคลื่นนิ่ง (standing wave ratios) ลงได้ 63% ในหน่วยเสาอากาศแบบแอคทีฟ MIMO ขนาดใหญ่ในช่วงความถี่ C-band ระหว่างการทดสอบ ซึ่งช่วยเพิ่มคุณภาพของสัญญาณและความทนทานของระบบอย่างชัดเจน

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมช่วงความถี่จึงมีความสำคัญต่อแอมปลิฟายเออร์กำลังวิทยุ (RF power amplifiers)?

ช่วงความถี่กำหนดว่าแอมปลิฟายเออร์สามารถตอบสนองความต้องการสัญญาณของระบบได้ดีเพียงใด การจับคู่ที่เหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือนของสัญญาณและรับประกันประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ โดยเฉพาะที่ขอบของสเปกตรัม

แบนด์วิดธ์มีผลต่อความเที่ยงตรงของสัญญาณอย่างไร

แบนด์วิดธ์มีผลต่อความสามารถของแอมปลิฟายเออร์ในการรักษาความสมบูรณ์ของการปรับสัญญาณไว้ในระหว่างการส่งสัญญาณ แบนด์วิดธ์ที่กว้างขึ้นจะช่วยลดปัญหาค่าความผิดพลาดเวกเตอร์ (error vector magnitude) ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับสัญญาณแบบซับซ้อน เช่น 256-QAM

จุดความเข้มข้น 1 เดซิเบล (1 dB compression point) ในแอมปลิฟายเออร์ RF มีความสำคัญอย่างไร

จุดความเข้มข้น 1 เดซิเบลมีความหมายถึงระดับที่แอมปลิฟายเออร์เริ่มสูญเสียความเป็นเชิงเส้น ทำให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณ โดยทั่วไปวิศวกรจะออกแบบให้มีช่วงการรับสัญญาณที่มากกว่าที่ต้องการเพื่อป้องกันการเสียคุณภาพจากแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด

ความเป็นเชิงเส้นมีความสำคัญอย่างไรในระบบการปรับสัญญาณลำดับสูง

ความเป็นเชิงเส้นมีความสำคัญต่อการรักษาค่าความผิดพลาดของเวกเตอร์สัญญาณ (EVM) และอัตราความผิดพลาดของบิต (BER) ให้อยู่ในช่วงที่ยอมรับได้ในระบบโมดูเลชันเชิงสั่งที่มีลำดับสูง เพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณมีความน่าเชื่อถือภายใต้สภาพการใช้งานที่แตกต่างกัน