Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mobilfunk-Forschungsvorhaben "GaN-Switchmode" - Mehr Leistung bei geringerem Energieverbrauch

18.10.2006
Das Mobilfunk-Forschungsvorhaben "GaN-Switchmode" am Berliner Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) wird mit 2,42 Millionen Euro vom Forschungsministerium gefördert. Es soll Mobilfunk-Basisstationen mit deutlich geringerem Energieverbrauch als bisher ermöglichen.

Ob Fernsehen auf dem Handy oder rasanter Download ohne Kabel: Die Anforderungen an das Mobilfunknetz steigen gewaltig, und dabei sollen die Kosten niedrig bleiben. Ein aktuelles Forschungsprojekt am Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) will nun kompakte und multifunktionale Mobilfunk-Basisstationen mit deutlich geringerem Energieverbrauch als bisher ermöglichen.

Diese Stationen werden an Sendemasten eingesetzt und benötigen leistungsfähige Verstärker. Das FBH-Projekt sieht vor, vollkommen neuartige, energieeffiziente und hochlineare Mikrowellen-Leistungsverstärker auf Galliumnitrid-Basis (GaN) zu entwickeln. Die getakteten Verstärker sollen bei 2 GHz betrieben werden und eine Spitzenleistung von bis zu 140 Watt erreichen. Der Gesamtwirkungsgrad der Mikrowellen-Leistungsverstärker, die den Hauptanteil am Energieverbrauch von Basisstationen haben, würde damit von derzeit etwa 15 auf 40 Prozent gesteigert werden. "GaN-Switchmode - GaN-MMICs für Class-S Leistungsverstärker" heißt der FBH-Projektteil, der vom BMBF im Förderschwerpunkt "mobile GaN" mit 2,42 Millionen Euro drei Jahre lang gefördert wird.

"Für die hohen Leistungsanforderungen müssen völlig neue Verstärkerarchitekturen entwickelt und bestehende Prozesse angepasst werden", erläutert Projektleiter Dr. Joachim Würfl vom FBH. Das erfordert sowohl innovative technologische Konzepte als auch ein neues Vorgehen bei Modellierung und Design der Schaltverstärkerstrukturen. Das FBH baut dabei auf Erfahrungen aus früheren GaN-Projekten auf.

Durch die enge Zusammenarbeit mit den Industriepartnern Lucent Technologies, UMS und EADS ist zudem der bedarfsgerechte, frühzeitige Transfer der Projektergebnisse für die Mobilfunksysteme der nächsten Generation gesichert. Von dem anspruchsvollen Vorhaben erwarten die insgesamt sechs Projektpartner einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil in der Zukunftstechnologie Galliumnitrid. Dieses Halbleitermaterial ist die Basis für breitbandige, lineare Hochleistungsanwendungen und ermöglicht bei Mobilfunk-Basisstationen nicht nur einen niedrigeren Energieverbrauch, sondern zeichnet sich auch durch geringere Verzerrungen aus. Das ist die Voraussetzung für höherstufige Modulationsverfahren und damit noch höhere Datenraten.

Das Projekt im Einzelnen

Das FBH wird aktive Verstärkerbauelemente für Class-S Schaltverstärker entwerfen und technologisch umsetzen. Solche Verstärker kommen immer dann zum Einsatz, wenn ein besonders hoher Wirkungsgrad benötigt wird. Dies erfordert eine Weiterentwicklung der am FBH bestehenden GaN-Technologie in Richtung schnellerer, auf Schaltvorgänge hin optimierter aktiver Komponenten. Als Unterauftragnehmer wird die TU Ilmenau (Prof. Oliver Ambacher) eine explorative Technologieentwicklung bei selbstsperrenden Transistoren (Normally-off) durchführen. Dieser, bislang weltweit in GaN-Technologie noch nicht zufriedenstellend beherrschte Transistortyp ermöglicht gegenüber selbstleitenden Standardtransistoren einfachere Schaltungsarchitekturen. Dadurch ist zu erwarten, dass sich die Eigenschaften der 2-GHz-Schaltverstärker noch weiter verbessern.

Das Gesamtkonzept des Class-S Schaltverstärkers ist modular aufgebaut, so dass die einzelnen Komponenten in der jeweils am besten geeigneten Technologie realisiert werden können. In diesem Zusammenhang werden schnelle Analog-/Digitalwandler in Siliziumgermanium-Technologie am Institut für Halbleiterphysik (IHP) in Frankfurt/Oder aufgebaut. Die TU Ilmenau (Prof. Matthias Hein, Prof. Heiko Thust) entwickelt die Filtertechnik zur Umwandlung des verstärkten Schaltsignals in ein analoges Hochleistungs-Mikrowellensignal. Das Unternehmen EADS in Ulm baut das gesamte Modul mit den entsprechend optimierten Komponenten auf. In diesem Zusammenhang müssen vor allem neue Konzepte zur Wärmeabfuhr der Leistungsbauelemente und zur Erhöhung der elektrischen Güte von passiven Leistungsbauelementen entwickelt werden. Lucent Technologies in Nürnberg erstellt die Spezifikation des Gesamtsystems und führt die Erprobung in der Systemumgebung mit realen Signalen aus dem Mobilfunk durch.

Weitere Informationen und Pressefotos bei:
Petra Immerz, M.A.
Referentin Kommunikation & Marketing
Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik
Gustav-Kirchhoff-Straße 4
12489 Berlin
Tel.: 030 / 6392-2626
Fax: -2602
petra.immerz@fbh-berlin.de

Josef Zens | idw
Weitere Informationen:
http://www.fbh-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gut sortiert: Schüttgutanlagen werden klüger
30.03.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Organisch-anorganische Heterostrukturen mit programmierbaren elektronischen Eigenschaften
29.03.2017 | Technische Universität Dresden

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE