问题引入
深夜刷视频突然卡顿？5G基站“偷懒”背后竟是能耗超标！随着5G网络铺开，基站耗电量激增已成行业痛点——复杂调制信号让功率放大器（PA）长期处于“高负荷低效率”状态，就像汽车在堵车路段频繁启停，油耗飙升却跑不出速度。如何让这个“电老虎”在信号强弱变化时都保持高效，成为全球通信界十年未解的难题。

研究背景
江苏大学倪忠鹏、夏静团队在《信息与电子工程前沿》发表最新成果，创新设计出宽频对称大回退范围多赫蒂功率放大器（DPA）。传统DPA虽能提升效率，却像“单车道高速路”只能在特定频率和6dB功率回退下高效运作（相当于车速从120km/h降至60km/h时仍省油）。一旦5G信号波动超出这个范围，效率就会断崖式下跌，导致基站40%的能耗白白浪费。

方法创新
研究团队祭出两大“黑科技”：

1. 阻抗-相位混合优化：给电路装上“智能导航”，通过实时匹配阻抗（信号通行阻力）和相位（信号节奏），就像在交叉路口设置动态红绿灯，让强弱信号都能找到最优路径；
2. 碎片型结构设计：打破传统电路的“方正格局”，采用可自由拼接的微带线碎片（类似乐高积木），在1.7-2.5GHz频段内将相位离散度降低70%。实验显示，这种“柔性电路”使9dB回退时的效率波动从10%压缩至5%，相当于让汽车在20-120km/h全速域保持省油状态。

实验验证
在28V电压、1.7-2.5GHz真实场景测试中，新型DPA交出惊艳成绩单：

• 能耗效率：9dB回退时效率达45%-55%，比传统设计提升30%，相当于基站年省电45%；
• 带宽扩展：工作带宽扩展至38%，覆盖5G主流频段，比同类产品多“吞下”20%信号；
• 实战表现：搭载20MHz LTE信号时，邻道泄漏比（ACLR）突破-50dBc大关，满足5G基站严苛的线性度要求。

研究还发现，采用碎片型结构后，电路的“信号拥堵指数”（IER分布范围）从-j115Ω收紧至-j30Ω，效率波动堪比专业级稳压电源。

结论展望
“这相当于给5G基站装了‘变频空调’。”论文通讯作者夏静比喻道。该技术已在中兴通讯试点，预计2025年规模化商用。但挑战犹存——碎片型结构带来216种电路组合可能性，设计复杂度呈指数级上升。团队透露，下一步将引入AI算法实现“电路自动拼装”，目标在2026年前将设计周期从3个月压缩至7天。

来源: 信息与电子工程前沿FITEE