Tukiasemat virittyvät korkeammille taajuuksille, kun mobiiliyhteyksissä halutaan tarjota 5G-palveluita kuluttajille. Korkeammat taajuudet mahdollistavat suuremman datanopeuden, mutta toisaalta vahvistimille on tarjolla vähemmän tehoa. Saksalainen Fraunhofer-instituutti ratkoo ongelmaa uusilla materiaaleilla.
Tutkimusorganisaation Freiburgissa sijaitseva fysiikan laboratorio kehittää tehovahvistimia tuleville tukiasemille galliumnitridin pohjalta. Näitä tarvitaan jo siinä vaiheessa, kun 5G-yhteyksille avataan taajuuksia kuuteen gigahertsiin asti. LTE-taajuudet rajoittuvat 2,7 gigahertsiin.
Tutkijoiden mukaan galliumnitridin erityinen kiderakenne tarkoittaa, että samoja jännitteitä voidaan käyttää korkeammilla taajuuksilla. Tämä tarkoittaa suoraan parempaa tehonkulutusta ja tehokkuutta eli hyötysuhdetta.
Freiburgissa on EU:n alaisessa Flex5Fware-projektissa valmistettu jo kuudessa gigahertsissä toimivia GaN-tehovahvistimia.
Professori Rudiger Quayn mukaan datanopeuden kasvu 5G-linkissä tarkoittaa sitä, että nykyradioiden teholla pitäisi pystyä lähettämään 200-kertainen määrä bittejä. Tämä ei onnistu, mikäli lähettämisen energiatehokkuus ei merkittävästi parane 5G-verkossa.
Tällä hetkellä tukiasemat kykenevät lähettämään suuria määriä dataa vain kuluttamalla paljon energiaa. GaN-tehovahvistimilla ja suunnatuilla antenneilla 5G-tukiasemat pystyvät lähettämään tarvittavia datamääriä niin, ettei energiankulutus nykyisestä merkittävästi nouse, saksalaistutkijat uskovat.