該項專利中的基站發射系統可以形成多個射頻發射通道，覆蓋更寬的發射頻帶，更好的適應5G基站建設場景。此外，由于輸入了動態電壓，能夠充分發揮GaN射頻功率放大器高效的性能，保證電能的損耗較小，提高整個基站發射系統的效率。

集微網消息，此前能訊半導體表示，隨著5G基站的建立和高頻化、毫米波的快速發展，當前半導體領域正逐步進入LDMOS轉到氮化鎵（GaN）的時間窗口。在未來的射頻器件產業，氮化鎵（GaN）將開辟全新的市場空間，創造更大的商業價值。

隨著5G標準化研究的不斷推動，未來的5G基站除了傳統的通信業務，還將支持大數據、高速率、低延遲的網絡數據服務。而基站本身通信鏈路的功耗大部分來源于發射鏈路，為保證通信質量，基站的射頻功率放大器需要進行信號回退，導致攻放的效率大大降低，增大了整個通信組網的功耗。而另一方面，由于5G計劃采用毫米波段，由于嚴重的路損會削弱信號的傳輸范圍，從而造成基站密度加大，同時波束成形技術也導致發射鏈路更加龐大，這都將會造成系統功耗的增加。因此，基站發射系統將面臨著如何提高射頻功率放大器效率、系統寬帶化以及發射系統面積小尺寸化的難題

針對上述問題，早在2016年11月11日，能訊半導體就提出了一項名為“一種基站發射系統”的發明專利（申請號：201610995789.8），申請人為蘇州能訊高能半導體有限公司。此專利提出一種基站發射系統，利用核心的氮化鎵射頻功率放大器，再配合其他電源模塊、數字處理單元來解決現有技術中基站功耗過大的問題。

圖1 單路基站發射系統結構圖

基站發射系統的結構如圖1所示，可以應用在任意通信系統的基站裝置中。該系統包括電源模塊101，電荷泵與旁路開關模塊102、降壓模塊103、GaN射頻功率放大器104以及數字處理單元105。電源模塊用于向整個基站發射系統提供電壓；電荷泵與旁路開關模塊與電源模塊相連，用于對電源模塊提供的電壓進行倍增處理。降壓模塊將倍增后的輸出電壓進行降壓處理，保證處理后得到的電壓滿足GaN射頻功率放大器的工作電壓需求，從而根據GaN射頻功率放大器的輸出功率向其提供動態變化的電壓。GaN射頻功率放大器用于對功率信號進行放大處理，提供整個系統的輸出。數字處理單元與上述所有模塊相連，通過功放輸出功率作為輸入反饋，計算并調節電源模塊輸出電壓、電荷泵與旁路開關模塊的倍增系數以及降壓模塊降壓范圍。

此專利核心在于基于GaN材料的射頻功率放大器，GaN材料為第三代半導體材料，具有較大的禁帶寬度、高擊穿場強、高遷移率以及高電流密度的特性。因此使用GaN材料制作的射頻功率放大器具有高功率密度、高效、高可靠性、以及寬帶的特性。

另外，GaN射頻功率放大器的輸出等效電容比較小，只有幾pF的量級。與現有技術中使用的硅(Si)材料和砷化鎵(GaAs)材料的射頻功率放大器相比，GaN射頻功率放大器的輸出電阻Rout隨頻率增長的變化量會小很多，因此可以廣泛應用在高頻毫米波領域，適用于當前5G基站建設的場景。同時GaN射頻功率放大器的開關響應時間非常短，因此可以大幅度的提高開關功放的效率，從而可以提高設備的效率。

圖2 多路基站發射系統結構圖

為提高功率輸出，提高帶負載能力，經常需要使用多個射頻功率放大器提供所需輸出電流，其結構如圖2所示。相比于圖一，此結構的發射機用于提供射頻發射信號，并輸出到GaN射頻功放，由于多個并行的射頻功放可以形成多個射頻發射通道，可以覆蓋更寬的發射頻帶，更好的適應5G基站建設場景。另外由于輸入了動態電壓，能夠充分發揮GaN射頻功率放大器高效的性能，保證電能的損耗較小，提高整個基站發射系統的效率。

借助5G建設的機遇，我國在通信領域正處于高速發展時期，而通信的發展離不開射頻和半導體領域的支持。能訊半導體提出的這一基于GaN的基站發射系統毫無疑問能夠進一步推動國內的通信建設。正如能訊在采訪中所提到的：“在射頻領域為中國半導體立一塊品牌，是能訊的理想“，而正是因為各個企業都有這樣的社會責任感，我國才能夠在飛速發展的社會中穩步向前。