bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2024-22-1-39-47bsuir-3856Research ArticleЭЛЕКТРОНИКА, РАДИОФИЗИКА, РАДИОТЕХНИКА, ИНФОРМАТИКАELECTRONICS, RADIOPHYSICS, RADIOENGINEERING, INFORMATICSЭкспериментальные исследования характеристик и разработка моделей нелинейности усилителей радиочастоты диапазона FR1Experimental Investigation of Characteristics and Development of Nonlinearity Models for FR1-Range Radio-Frequency AmplifiersМордачевВ. И.MordachevV. I.

Мордачев Владимир Иванович, канд. техн. наук, доц., зав. науч.-исслед. лаб. электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств НИЧ (НИЛ «ЭМС РЭС» НИЧ)

220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6

Тел.: +375 17 293-84-38

Mordachev Vladimir Ivanovich, Сand. of Sci., Associate Professor, Head of the EMC R&D Laboratory

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

Tel.: +375 17 293-84-38

mordachev@bsuir.byСинькевичЕ. В.SinkevichE. V.

зам. зав. НИЛ «ЭМС РЭС» НИЧ

г. Минск

Deputy Head of the EMC R&D Laboratory

Minsk

ФаюВанFayuWan

д-р филос.

г. Нанкин

PhD, Professor

Nanjing

ЦионенкоД. А.TsyanenkaD. А.

канд. физ.-мат. наук, доц., ст. науч. сотр. НИЛ «ЭМС РЭС» НИЧ

г. Минск

Сand. of Sci., Associate Professor, Senior Researcher at the EMC R&D Laboratory

Minsk

ШакинкоИ. В.ShakinkaI. V.

науч. сотр. НИЛ «ЭМС РЭС» НИЧ

г. Минск

Researcher at the EMC R&D Laboratory

Minsk

ДубовикА. А.DubovikА. А.

инж. НИЛ «ЭМС РЭС» НИЧ

г. Минск

Engineer at the EMC R&D Laboratory

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsНанкинский университет информационных наук и технологийNanjing University of Information Science and Technology2024280220242213947Copyright © Мордачев В.И., Синькевич Е.В., Фаю В., Ционенко Д.А., Шакинко И.В., Дубовик А.А., 20242024Мордачев В.И., Синькевич Е.В., Фаю В., Ционенко Д.А., Шакинко И.В., Дубовик А.А.Mordachev V.I., Sinkevich E.V., Fayu W., Tsyanenka D.А., Shakinka I.V., Dubovik А.А.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/3856

Выполнены экспериментальные исследования нелинейных свойств маломощных усилителей радиочастоты, аналогичных используемым в оборудовании мобильной связи 4G/5G диапазона FR1. Измерения характеристик усилителей проведены с применением технологии двухчастотного зондирования на частотах полосы n7 (2500–2570 / 2620–2690 МГц), выделенной в республике для систем мобильной связи 4G, и полосы n78 (3300–3800 МГц), которую планируется использовать в республике для систем мобильной связи 5G. На основе результатов измерений двухчастотных характеристик усилителей, их односигнальных амплитудных характеристик, а также двухсигнальных амплитудных характеристик и значений динамического диапазона по интермодуляции 3-, 5-, 7- и 9-го порядков в первой гармонической зоне синтезированы полиномиальные модели высоких порядков, описывающие передаточные характеристики исследуемых усилителей. Синтезированные модели пригодны для применения в широком динамическом диапазоне входных воздействий при одновременном анализе нелинейных эффектов всех видов, представляющих опасность для радиоприема в сложной электромагнитной обстановке в полосах частот мобильной (сотовой) связи, – как «тонких» (интермодуляция), так и «грубых» (блокирование, перекрестные искажения) эффектов. При использовании технологии дискретного нелинейного анализа поведения радиооборудования в сложной электромагнитной обстановке полученные модели обеспечивают высокую эффективность количественного анализа нелинейных процессов и радиопомех, возникающих в оборудовании и радиосетях 4G/5G/6G в сложной электромагнитной обстановке.

Experimental studies of nonlinear properties of low-power radio-frequency amplifiers similar to those used in 4G/5G mobile communication equipment of the FR1 frequency range are carried out. The measurements of the characteristics of the amplifiers are performed by using the double-frequency testing technique at frequencies of the n7 band (2500–2570 / 2620–2690 MHz), which is allocated in Belarus for 4G mobile communication systems, and the n78 band (3300–3800 MHz), which is planned to be used in Belarus for 5G mobile communications. Based on the results of the measurements of double-frequency characteristics of the amplifiers, their single-tone amplitude characteristics, as well as two-tone characteristics and values of the dynamic range of 3-, 5-, 7-, and 9th order intermodulation in the first harmonic zone, high-order polynomial models of transfer characteristics of the investigated amplifiers are synthesized. The synthesized models are suitable for use in a wide dynamic range of input signals in case of simultaneous modeling of nonlinear effects of all kinds that pose a danger to radio reception in a complex electromagnetic environment created in the frequency bands of mobile (cellular) communications: both “subtle” effects (intermodulation) and “rough” effects (desensitization, cross-modulation). When using the technology of discrete nonlinear analysis of the behavior of radio equipment in a complex electromagnetic environment, the obtained models provide high efficiency of simulation and quantitative analysis of nonlinear processes and radio interference occurring in 4G/5G/6G radio equipment and networks in a complex electromagnetic environment.

мобильная связь4G5Gэлектромагнитная обстановкаусилитель радиочастотынелинейностьинтермодуляцияблокированиединамический диапазонполиномиальная модельmobile communications4G5Gelectromagnetic environmentradio-frequency amplifiernonlinearityintermodulationdesensitizationdynamic rangepolynomial modelРабота выполнена в рамках совместного научного проекта Т22КИТГ-018 (2022YFE0122700) при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и Национальной программы ключевых исследований и разработок (КНР).The research was carried out within the framework of joint scientific project Т22KITG-018 (2022YFE0122700) with the financial support of the Belarusian Republication Foundation for Fundamental Research and the National Key Research and Development Program (People’s Republic of China).ReferencesZhang Z., Xiao Y., Ma Z., Xiao M., Ding Z., Lei X., et al. (2019) 6G Wireless Networks: Vision, Requirements, Architecture, and Key Technologies. IEEE VT Magazine. 14 (3), 28–41.Zhang Z., Xiao Y., Ma Z., Xiao M., Ding Z., Lei X., et al. (2019) 6G Wireless Networks: Vision, Requirements, Architecture, and Key Technologies. IEEE VT Magazine. 14 (3), 28–41.Mordachev V. I. (2009) System Ecology of Cellular Communications. Belarus State University Publishers Publ. (in Russian).Mordachev V. I. (2009) System Ecology of Cellular Communications. Belarus State University Publishers Publ. (in Russian).Mordachev V. I. (2000) Automated Double-Frequency Testing Technique for Mapping Receiver Interference Responses. IEEE Trans. on EMC. 42 (2), 213–225.Mordachev V. I. (2000) Automated Double-Frequency Testing Technique for Mapping Receiver Interference Responses. IEEE Trans. on EMC. 42 (2), 213–225.Sinkevich E. V. (2015) Composite Model of Radio-Frequency Path Nonlinearity for Discrete Analysis of Electromagnetic Compatibility. Doklady BGUIR. (3), 36–42 (in Russian).Sinkevich E. V. (2015) Composite Model of Radio-Frequency Path Nonlinearity for Discrete Analysis of Electromagnetic Compatibility. Doklady BGUIR. (3), 36–42 (in Russian).Mordachev V. I., Sinkevich E. V. (2008) “EMC-Analyzer” Expert System: Improvement of IEMCAP Models. XIX Int. Wroclaw Symp. on EMC. 423–428.Mordachev V. I., Sinkevich E. V. (2008) “EMC-Analyzer” Expert System: Improvement of IEMCAP Models. XIX Int. Wroclaw Symp. on EMC. 423–428.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.