Klasse-G-basiertes Envelope-Tracking-System für hocheffiziente Transmitter-Module in der Mobilkommunikation

• Antragsteller: Dr. Olof Bengtsson, Ph.D.; Professor Dr.-Ing. Manfred Berroth; Professor Dr.-Ing. Wolfgang Heinrich
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 245125925

Im Rahmen des beantragten Projektes soll ein energieeffizientes Leistungsverstärkersystem für den Mobilfunk entwickelt werden, das die Klasse-G-Modulation nutzt, eine diskrete Variante des Envelope-Tracking-Konzepts. Mit hohen Ausgangsleistungen im Bereich von 100 W adressiert das System die in Zukunft wichtiger werdenden großflächigen Mobilfunkzellen, die für eine gute Netzabdeckung zwischen kleineren Mobilfunkzellen sorgen sollen. Das Ziel ist, eine Gesamteffizienz von über 50% und eine Bandbreite von 60 MHz bei der Trägerfrequenz 2,65 GHz zu erreichen, wobei die Linearitätsanforderungen des Mobilfunkstandards LTE (Long Term Evolution) eingehalten werden sollen. Durch die Einbeziehung aller Komponenten vom HF-Transistor und HF-Verstärker bis zum Klasse-G-Spannungsmodulator und der Linearisierung wird ein erheblicher Vorteil für Bandbreite und Linearität gegenüber bisherigen Lösungen erwartet. Sowohl die GaN-Transistoren als auch der HF-Verstärker sollen für den Betrieb mit einer variablen Versorgungsspannung optimiert werden. Auf der Seite des Klasse-G-Modulators sollen innovative Ansteuerkonzepte für eine höhere Effizienz sorgen. Die Erforschung von Linearisierungsverfahren für den Gesamtaufbau soll die Verwendbarkeit mit Signalen moderner Mobilfunkstandards sicherstellen.Die Zusammenarbeit der drei Antragsteller aus INT und FBH führt die Kompetenzen für dieses Vorhaben in idealer Weise zusammen. Das INT wird sich auf die Erforschung der Klasse-G-Modulatoren konzentrieren, die Erforschung der für das Komplettsystem geeigneten HF-Verstärker wird vom FBH übernommen. Für die Integration in ein Gesamtsystem und dessen Linearisierung sind alle Antragsteller gemeinsam verantwortlich. Das FBH arbeitet dabei an Lösungen, die mit Labor-Messgeräten realisiert werden, das INT fokussiert sich auf die Hardwareimplementierung in ein echtzeitfähiges System.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen