RF სამუშაო გამაძლიერებლის არჩევისას გასათვალისწინებელი მნიშვნელოვანი პარამეტრები

RF ძალის მაძლიერებლის მუშაობისთვის სიხშირის დიაპაზონი და ზოლზე დამოკიდებული მოთხოვნები

Ka-Band-ის, Q-Band-ის და mmWave-ის გამოყენება შესახებ გაგება მხარდაჭერის, რადარის და EW სისტემებში

RF ძლიერი გამაძლიერებლები დღეს აშენებულია განსაკუთრებულად გარკვეული სიხშირის დიაპაზონებისთვის, როგორიცაა Ka-ზოლი (26.5-დან 40 გიგაჰერცამდე), Q-ზოლი (33-დან 50 გიგაჰერცამდე), და mmWave (30-დან 300 გიგაჰერცამდე), რადგან ამ ზოლები აკმაყოფილებენ საჭიროებებს სატელეკომუნიკაციო სისტემებში, რადარულ სისტემებში და ელექტრონული სამხედრო მოწყობილობებში. Ka-ზოლი ასრულებს კარგ კომპრომისს ხელმისაწვდომი სიგანის და სიგნალის ატმოსფერული გამტარუნარიანობის შორის, რის გამოც ის ძალიან პოპულარულია მაღალი ტევადობის მქონე სატელეკომუნიკაციო ბმულებისთვის. მაგრამ mmWave სიხშირეების გამოყენება სხვა რამეს გვთავაზობს. ამ უფრო მაღალი სიხშირეების შემთხვევაში შესაძლებელია სიჩქარის მაღალი მაჩვენებლების მიღწევა, რაც საჭიროა 5G ქსელის ბექბონებში და სამხედრო სენსორული მასივების განვითარებაში. ბოლოდროინდელი დოკუმენტი, რომელიც მომდინარეობს საერთაშორისო ტელეკომუნიკაციო კავშირიდან, აღნიშნავს, რომ 60 გიგაჰერცზე (რასაც ისინი მოიხსენიებენ, როგორც V-ზოლი), სადაც ტენიან ჰაერში არსებული წყლის ორთქლი შეიძლება სიგნალის სიმძლავრეს დააზიანოს 15 დეციბელამდე კილომეტრზე. ასეთი დანაკარგი ნათლად ასახავს იმას, თუ რატომ უნდა ინჟინრები ყურადღებით აირჩიონ სისტემების მუშაობის სიხშირეები რეალურ გარემოში მათი განლაგებისას.

Ატმოსფერული შენელების ეფექტები და მათი გავლენა სიგნალის სიმძლავრის საჭიროებებზე

Ამინდის ეფექტები, როგორიცაა წვიმის გამო სიგნალის დაქვეითება და ჟანგბადის შთანთქმა, მაღალი სიხშირის დიაპაზონების გამოყენებისას სიგნალის ხარისხზე არსებითად ახდენს ზემოქმედებას. მაგალითად, Ka-სიხშირის დიაპაზონში, შტორმული პირობების დროს სიგნალის დანაკარგი 1 კმ-ზე 5 დბ-მდე იწვევს. ეს იმას ნიშნავს, რომ ამპლიფიკატორებმა უნდა გამოიმუშაონ დაახლოებით 20%-ით მეტი სიმძლავრე, რათა დაარტყათ კავშირი სტაბილური. სიტუაცია უფრო რთულდება Q-სიხშირის რადარებში, რომლებიც მიახლოებით 47 გჰც-ის გარშემოა და სადაც ატმოსფერული გაბნევა იმდენად მაღალია, რომ ამცირებს აღმოჩენის მანძილს ზოგჯერ ნახევრად. საინტერესოა ასევე სანაპირო ზოლები და ტენიანი ადგილები, სადაც პირობები განსაკუთრებით რთულია. უმეტესობა ინჟინრების მიერ ამპლიფიკატორების დამატებითი სიმძლავრის გათვალისწინებულია, როგორც წესი, 30-დან 50%-მდე, რადგან ასეთი პირობები ძალიან ხშირად გვხვდება. ბოლოდროინდელმა ტესტებმა მილიმეტრული ტალღების გამოყენებაზე დაადასტურა ეს, რამაც აჩვენა უარესი ვარიანტის გათვალისწინების აუცილებლობა პრაქტიკაში.

Ამპლიფიკატორის სიგანის შესაბამისობა სისტემის სიგნალის გავრცელების მოთხოვნებთან

Ზუსტად გამოთვლილი ზოლის სიგანე სისტემის სრულყოფილ მუშაობაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს. მაგალითად, Ku-საიტის მახასიათებლის მქონე სამყაროს საშუალებით დამყარებული კავშირი 12-დან 18 გიგაჰერცამდე. თუ საჭიროა დაახლოებით 500 მეგაჰერციანი ზოლის სიგანე, ჩვენ აუცილებლად უნდა გვქონდეს გამაძლიერებლები, რომლებიც შეინარჩუნებენ სტაბილურობას პლიუს ან მინუს 2% სიხშირის დიაპაზონში. წინააღმდეგ შემთხვევაში, სიგნალები შეიძლება მიმდებარე არხებთან ინტერფერირებას გამოიწვიოს. ახლა განვიხილოთ ელექტრონული სამხედრო ბრძოლის შეფერხების სისტემები, სადაც სიტუაცია კიდევ უფრო რთულდება. ასეთი სისტემები ხშირად მუშაობენ 2 გიგაჰერცზე მეტი სიგანის მქონე ზოლში, ამიტომ ისინი დამოკიდებულნი არიან გალიუმის ნიტრიდზე დამყარებულ გამაძლიერებლებზე, რომლებიც შეინარჩუნებენ მუდმივ აძლიერებას მთელი მუშაობის დიაპაზონის გასწვრივ, საერთოდ შენარჩუნებულია ნახევარ დეციბელზე ნაკლები გადახრით. ინჟინრები ხშირად იყენებენ ტვირთის მოწევის მეთოდებს იმპედანსის შესახვედრი პარამეტრების ზუსტად დასარეგულირებლად. ეს ამცირებს სიგნალის არეკვლას მინუს 15 დეციბელზე დაბალ დონეზე და მიგვიყვანს მიახლოებით 95%-იან სიმძლავრის გადაცემის სიმკვრივის სასურველ მნიშვნელობას, რაც თანამედროვე ფაზურად მართვადი რადარის სადგურებისთვის საკმარისად მნიშვნელოვანია.

Გამომავალი სიმძლავრე, სიგნალის ტიპი და წრფივობა: პიკური სიმძლავრის საშუალო თანაფარდობის და P1dB კომპრესიის მართვა

Სიმუდაციის, AM და რთული მოდულირებული სიგნალებისთვის პიკური სიმძლავრის მოთხოვნების გამოთვლა

Იმ შემთხვევაში, როდესაც უმუშაობთ უწყვეტ ტალღოვან (CW) სიგნალებთან და ამპლიტუდურ მოდულირებულ (AM) სიგნალებთან, პიკური სიმძლავრე ძირითადად ემთხვევა საშუალო სიმძლავრის დონეს, რაც გვადვილებს იმ ამპლიფიკატორის ზომის დადგენას, რომელიც გვჭირდება. თუმცა რთული მოდულაციის სქემებთან მუშაობისას, როგორიცაა 64QAM ან OFDM, სიტუაცია უფრო რთულდება. ამ სიგნალებმა შეიძლება გამოწვიოს სიმძლავრის ხშირი გარყევები მათი პიკური სიმძლავრის და საშუალო სიმძლავრის თანაფარდობის (PAR) გამო. მაგალითად, 64QAM-ის შემთხვევაში, სადაც PAR ჩვეულებრივ 3.7 დბ-ია. OFDM-ში კი PAR შეიძლება გადააჭარბოს 12 დბ-ს. ამ გარემოში, ამპლიფიკატორები უნდა მუშაობდნენ მინიმუმ 6 დბ-ით მათი მაქსიმალური შესაძლებლობების ქვემოთ, თუ გვინდა სიგნალის დახრის თავიდან აცილება. საჭირო მარაგის მიღება სიგნალის ხარისხის შესანარჩუნებლად აბსოლუტურად მნიშვნელოვანია რადარული სისტემებიდან დაწყებული ხუთე თაობის ქსელების გაშლამდე.

RF სიმძლავრის ამპლიფიკატორების შერჩევაში PAR-ის და პიკური ფაქტორის როლი

PAR (პიკიდან საშუალო მნიშვნელობამდე ფარდობა) და კრესტ ფაქტორი, რომელიც სიგნალის პიკების საშუალო დონესთან შედარებით ზომავს, ამპლიტუდის ხაზოვნებისა და ეფექტურობის განსაზღვრაში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს. მაღალი სიხშირის სიგნალებთან მუშაობისას, უმეტესობა ამპლიფიკატორებს საჭიროებს მაქსიმალური გამოსავალი შესაძლებლობის 6-7 დეციბელით ქვემოთ თავისუფალი სივრცის უზრუნველყოფას სიგნალის არაიზოლირებული პიკების მოსაგვარებლად. განვიხილოთ სტანდარტული 40 ვატიანი სოლიდ-სტეიტ ამპლიფიკატორი. თუ ის დამუშავებს სიგნალს 10 დეციბელიანი კრესტ ფაქტორით, ტექნიკურად ის მხოლოდ დაახლოებით 4 ვატ საშუალო გამომავალ ენერგიაზე იძლევა დახურვის ეფექტის დისტორსიის გარეშე. ასეთი კომპრომისი არ არის არჩევანის საგანი, განსაკუთრებით თანამედროვე საკომუნიკაციო სისტემების შემთხვევაში, რომლებიც მოითხოვენ სპექტრის რეგულაციებთან მკაცრ შესაბამისობას. წარმოიდგინეთ 5G ქსელები ან ელექტრონული ომის აღჭურვილობა, სადაც სიხშირეები არაუშლებლივ იცვლება და სიგნალები ინტენსივობით განსხვავდება.

Შეუქცევადობისა და დისტორსიის თარიღის არიდება P1dB-ზე ქვემოთ მუშაობით

Როდესაც ამპლიფიკატორი აღწევს თავის 1 დბ კომპრესიის წერტილს, ანუ P1dB-მდე, აი აქ იწყება ნონლინეური ეფექტები. თუ გადალახავთ ამ ზღვარს, პრობლემები სწრაფად აღმოჩნდება - ჩნდება ჰარმონიული დისტორსია და არასასურველი ინტერმოდულაციის პროდუქტები, რაც საერთო სიგნალის ხარისხის გაუარესებას იწვევს. იმ რადარული სისტემებისთვის, რომლებიც იმპულსურ სიგნალებთან მუშაობენ, საერთოდ მიზანს უწევს რჩება დაახლოებით 3-დან 5 დბ-ით ქვემოთ P1dB მარკირებისა. თუმცა უფრო რთული მოდულირებული სიგნალების შემთხვევაში, საჭიროა დამატებითი სივრცის დატოვება დაახლოებით 6-დან 10 დბ-ით უსაფრთხოების დასაცავად. გალიუმის ნიტრიდის (GaN) ამპლიფიკატორები ბოლო დროს საკმარისად პოპულარული გახდა, რადგან ისინი მნიშვნულად უფრო მაღალი P1dB მნიშვნელობების მიღწევას უზრუნველყოფენ, ვიდრე ძველი ტიპის ტრაველინგ ვეივ ტიუბის (TWT) ტექნოლოგიას შეუძლია. ეს ნიშნავს, რომ დიზაინერებს შეუძლიათ უფრო ვიწრო ლინეარობის მარჟების გამოყენება შესრულების ხარისხის შენარჩუნებით, რაც განსაკუთრებით მნიშვნულოვანია იმ აპლიკაციებში, სადაც სივრცე, წონა და ენერგომოხმარება ყველაზე მნიშვნულოვან პარამეტრებს წარმოადგენს.

Ეს სტრუქტურული მიდგომა უზრუნველყოფს გამოსავლის სიმძლავრეს, წრფივობას და სიმკვეთრეს შორის ოპტიმალურ ბალანსს სარკის სიმძლავრის ამძლებლის გამოყენებისას.

Სიმკვეთრე, სარგავი და წრფივობა ვაჭრობა-შეთანხმებები მაღალი სიხშირის სარკის სიმძლავრის ამძლებლის დიზაინში

Სიმკვეთრის და წრფივობის ბალანსი თანამედროვე სარკის სიმძლავრის ამძლებლებში

Როდესაც სამუშაო მაღალი სიხშირის RF ძალიან გამაძლიერებელზე, ინჟინრებს სჭირდებათ ეფექტურობის და წრფივობის მოთხოვნების ბალანსი. კლასი-EF დიზაინები ეხება დაახლოებით 70-დან 83 პროცენტამდე დრენის ეფექტურობას, ამავე დროს მოიცავს ამ ფართო სიგანის დიაპაზონებს 1.9-დან 2.9 გიგაჰერცამდე, გარდა ამისა, ისინი აწვდიან 39.5 dBm-ზე მეტ გამოსავალ ძალას ბოლო წელს Nature-ში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით. მაგრამ არის ერთი პირობა OFDM ან QAM მოდულაციის სქემების გამოყენებისას, რადგან ამას საჭიროებს სპექტრის ემისიისთვის რეგულატორული ლიმიტების ფარგლებში დარჩენა. ეს ჩვეულებრივ ფასდადებულია, რადგან ეფექტურობას დაახლოებით 15-20 პროცენტულ წერტილზე დააქვეითებს პრაქტიკაში. უმეტესი ახლანდელი იმპლემენტაციები ახლა შეიცავს ადაპტიური ბიასის ტექნიკებს, რომლებიც ციფრული პრედისტორშენის მეთოდებთან არის გაერთიანებული ამ შეზღუდვის გასავლელად. ეს მიდგომები ეხმარება საჭირო შესრულების დონის შენარჩუნებაში სხვადასხვა აპლიკაციებში, მათ შორის 5G ინფრასტრუქტურის გაშლასა და მორჩილებული სატელეკომუნიკაციო ქსელებში, სადაც სიგნალის მთლიანობა კრიტიკულ მნიშვნელობას ატარებს.

RF სისტემებში განვითარებული სიგნალის მიმართულებით და ხმაურის ფიგურით

Მრავალსაფეხურიან რადიოსიგნალებში სიგნალის სრული მიმართულება და ხმაურის ფიგურა მნიშვნელოვნად აზიანებს სიგნალის ხარისხს. თითოეული საფეხური აძლიერებს როგორც სასურველ სიგნალს, ასევე წინა კომპონენტებიდან მომდინარე ხმაურს. რადგან პირველი საფეხური აბსოლუტურად განსაზღვრავს ხმაურის საერთო მახასიათებლებს, მიმღების წინა ბოლოში გამოიყენება დაბალხმაურიანი გამძლავრებელი (LNA).

Მიუხედავად იმისა, რომ PA მიმართულება უნდა აანაზღაუროს ქვემოთ მდებარე დანაკარგები, ზედმეტი მიმართულება იმ რისკს უზრუნველყოფს, რომ შემდეგი საფეხურები შევიდეს კომპრესიაში და სისტემის წრფივობა დაიზიანდეს.

Ჰარმონიკული ჩახშობა და სიგნალის მთლიანობა არაწრფივი ოპერირების რეჟიმში

Ნაკადის ამპერების მაქსიმალურად გამოყენება ამაღლებს ეფექტურობას, თუმცა ამასთან იწვევს ჰარმონიკების გენერირებას. Class-EF დიზაინის მიდგომა ამ პრობლემას ამარტივებს სპეციალური ჰარმონიკის კონტროლის ქსელებით, რომლებიც ამცირებს ზედმეტ მეორედან მეხუთე რიგის ჰარმონიკებს. ეს ქსელები მოქმედებს იმპედანსების სწორად შესაბამისობით, რაც ამცირებს არასასურველ გამოსხივებას დაახლოებით 25-დან 40 დეციბელამდე (dBc) შედარებით იმ მაჩვენებლებთან, რაც Class-F კონფიგურაციებში გვხვდება. შედეგად, ასეთი დიზაინი უზრუნველყოფს 80%-ზე მეტ ეფექტურობას, არ დააზიანოს სიგნალის ხარისხი, რაც საჭიროა რადარისა და ელექტრონული ომის აპლიკაციებში. მიუხედავად ამისა, უნდა გავითვალისწინოთ, რომ ინჟინრებმა უნდა მოერიდონ ინტერმოდულაციის დისტორსიის პოტენციურ პრობლემებს, როდესაც მუშაობენ რამდენიმე მატარებელთან არაწრფივ ოპერირების სცენარებში. რამდენიმე სამუშაო ტესტირება ხშირად ავლენს ასეთ პრობლემებს სანამ ისინი მნიშვნელოვან პრობლემებად იქცევიან საწარმო სისტემებში.

RF ძალის გამძლიერებელის გამოყენებისას თერმული მართვა და SWaP-C ოპტიმიზაცია

Გათბობის მოთხოვნები სიმძლავრის დისიპაციისა და სამუშაო ციკლის საფუძველზე

Თერმული დიზაინის სწორად გაკეთება ნიშნავს მის შესაბამისობას იმ მოწყობილობის ექსპლუატაციურ პროცესთან და მოწყობილობის მიერ მოხმარებული ენერგიის მოცულობასთან. განვიხილოთ, მაგალითად, რადიოსიგნალების ამპლიფიკატორები, რომლებიც უწყვეტად გამოიყენებიან რადარული სისტემების ან ახალგაზრდული 5G მობილური ტოუერების აშენებაში. ასეთი მოწყობილობები ხშირად გარდაქმნიან შეყვანილი ენერგიის ნახევარს ან სამ მეოთხედს სითბოდ. გამოიწვევს საოცრობას ასევე GaN-ზე დამყარებული კომპონენტების გამოყენება, სადაც სიმძლავრის სიმკვრივე აღწევს 3 ვატს კვადრატულ მილიმეტრზე. ასეთ დონეზე უკვე ჩვეულებრივი ჰაერით გაგრილება ვეღარ უმკურნალდება ამ პრობლემას. ამ შემთხვევაში წარმოების მხარეს უწევს იძულებითი ჰაერით გაგრილების სისტემების ან საშუალებას თხელი გაგრილების ხსნის ამოცანას. ასევე არსებობს ე.წ. ექსტრემალური გარემოს პრობლემა. თანამგზავრის ტვირთი ხშირად წარმოადგენს მინუს 40 გრადუს ცელსიუსიდან დაწყებული პლიუს 85 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურული დიაპაზონს. ასეთი ტემპერატურული გადახრა მკაცრად ახდენს გავლენას რამდენად ეფექტურად მუშაობს გამაგრილებელი რადიატორი და რომელი მასალები უნდა შეირჩეს ინჟინრებმა სხვადასხვა კომპონენტებისთვის. მასალების არჩევისას საკმარისად მნიშვნელოვან ფაქტორს წარმოადგენს თერმული გაფართოება.

Სითბოს დიზაინის ზემოქმედება გრძელვადიან საიმედოობაზე და სტაბილურობაზე

Ცუდი სითბოს მართვა ნამდვილად აჩქარებს კომპონენტების დახრომას დროის განმავლობაში. ზოგიერთი 2022 წელზე დაყრდნობით ჩატარებული კვლევა IET Microwaves-ის მიერ აჩვენა, რომ გამაძლიერებლები შეიძლება დაახლოებით 40%-ით ნაკლებად გაგრძელდეს მაშინ, როდესაც მათ აწყობს მუდმივად მაღალი ტემპერატურა. ამიტომ ინჟინრები მიმართულნი არიან მასალებისკენ, როგორიცაა ალუმინის სილიციუმის კარბიდი (AlSiC). ეს მასალები კარგად მუშაობს, რადგან ისინი ვრცელდებიან ნახევარგამტარის დიელექტრიკული დისკების მსგავსად გათბობისას. იმ ადამიანებისთვის, ვისაც აქვს სითბოს გადაცემის პრობლემები, სითბოს ინტერფეისის მასალები 8 ვტ/მ კ გამტარუნარიანობის ზემოთ მნიშვნელოვან განსხვავებას ქმნის. ისინი დახმარებით გაასწორონ ტემპერატურული განსხვავებები ნაწილებს შორის, რაც ამცირებს იმ არასასურველ ცხელ წერტილებს, რომლებიც ქმნიან პრობლემებს, როგორიცაა ინტერმოდულაციის დისტორსია, განსაკუთრებით სისტემებში, რომლებიც ერთდროულად ამუშავებენ რამდენიმე სიგნალს.

Მოცულობის, წონის, სიმძლავრის და ხარჯების (SWaP-C) შეზღუდვების გადაჭრივა თავდაცვის და კომერციულ სისტემებში

Სამხედრო საჭიროებებისთვის დღეს საჭიროა ამპლიფიკატორები, რომლებიც იძლევიან 100 ვატზე მეტ სიმძლავრეს, მაგრამ იკიდება ნაკლებ ადგილზე, ვიდრე ნახევარი ლიტრი. ეს არის წინა გამოყენებულ ამპლიფიკატორებთან შედარებით 60 პროცენტით ნაკლები მოცულობა. კომერციული 5G mMIMO მასივებისთვის კომპანიები ეძებენ იმ ხელმისაწვდომ ვარიანტებს, სადაც თითოეული ვატის წარმოების დანახარჯი არ აღემატება 25 ცენტს. მოდულური RF დიზაინის მიდგომები საშუალებას აძლევს ინჟინრებს სისტემების სხვადასხვა სიხშირეზე მასშტაბირება უზრუნველყოს სიმძლავრის 90 პროცენტზე მაღალი ეფექტურობის შენარჩუნებით. თვითმფრინავების რადარული სისტემების შემთხვევაში, ტრადიციული მასალების ნაცვლად ალუმინის ნიტრიდის სუბსტრატებზე გადასვლა საერთო წონის 35 პროცენტით შემცირებას უზრუნველყოფს. ეს მნიშვნელოვანია თვითმფრინავების ექსპლუატაციისთვის, სადაც თითოეული დამატებითი ფუნტი მისიის წარმატებაზე ახდენს ზემოქმედებას.

TWT წინა მყარ-მდგომარეობის (GaN) ამპლიფიკატორების შედარება: ტექნოლოგიური შედარება მაღალი სიხშირის აპლიკაციებისთვის

Შედარება მუშაობის მაჩვენებლებში: გავრცელებული ტალღის მილის მიმართ GaN RF სიმძლავრის ამპლიფიკატორების შედარება

Მაღალი სიმძლავრის მილიმეტრული ტალღების გამოყენების შემთხვევაში, გადაადგილების ტალღის მილი (TWT) ამპლიფიკატორები კვლავ შეინარჩუნებენ თავიანთ ადგილს, რადგან ისინი შეძლებენ წარმოებას დაახლოებით 1 კვტ გამოსავალზე 30 გჰც-ზე ზემოთ, სადაც მხოლოდ ნახევარი ენერგია გარდაიქმნება ეფექტურად. მეორე მხრივ, გალიუმ ნიტრიდის (GaN) ნახევარგამტარი ამპლიფიკატორები ძლიერ შედეგს იძლევიან დაბალი სიხშირის დიაპაზონში (1-20 გჰც), სადაც მიაღწიეს ეფექტურობას 60-70%, ხოლო მათი ფიზიკური ზომა შედარებით მცირეა. ომში გამოყენების სისტემებში სადაც საჭიროა სამყაროს დიაპაზონი 2-დან 18 გჰც-მდე, სამხედრო სამსახურები სწორედ TWT-ებს ადიდებენ, თუმცა ბოლო დროს GaN ტექნოლოგია სატელიტურ კომუნიკაციებში და 5G ქსელებში ასევე გამოიყენება, რომელიც დაახლოებით 40%-ით უფრო მაღალ სიგანეს გვთავაზობს და უკვე ამჟამად ხელმისაწვდომია.

Სიცოცხლის ხანგრძლივობა, სიგანე, ეფექტურობა: ვაკუუმური ლამპები წინა ნახევარგამტარი ტექნოლოგიების

Ბევრი TWT ძლიერი გამომწვრთნელი კათოდის გასაღების პრობლემების წინ იმუშავებს დაახლოებით 8,000-დან 15,000 საათამდე. მეორე მხრივ, GaN მოწყობილობები იოლი გადააჭარბებენ 100,000 საათს, როდესაც სითბოს მართვა სწორად არის გაკეთებული. სიმძლავრის სიმკვრივეში სხვაობაც საგულდასმელია. GaN სთავაზობს დაახლოებით 4 ვატ მილიმეტრზე, რაც ნიშნავს, რომ კომპონენტები იკავებენ სივრცის დაახლოებით 30%-ს ნაკლებს, ვიდრე ტრადიციული TWT-ები, რომლებიც მხოლოდ 10 ვატს აგებენ კუბურ სანტიმეტრში. მაგრამ კვლავ უნდა აღინიშნოს, რომ TWT ტექნოლოგიას აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობა პიკური სიმძლავრის გამოტანის თვალსაზრისით, კერძოდ კი Ka ზოლის რადარული აპლიკაციებისთვის, რომელიც შენარჩუნებს ხუთიდან ერთის სიდიდის უპირატესობას. ნახევარგამტარი ამონახსნებისთვის კიდევ ერთი დიდი დამატებითი უპირატესობაა მათი შესაძლებლობა შეამცირონ ჰარმონიული დისტორსია დაახლოებით 12 დეციბელით არაწრფივი მუშაობის რეჟიმებში. ეს საშუალებას გვაძლევს შევინარჩუნოთ სიგნალების სიწმინდე მრავალ არხში, რთულ ფაზირებული მასივის სისტემებში.

Გამოყენების შესაბამისობა: რადარი, სატელიტო კომუნიკაციები და ელექტრონული სამხედრო სისტემები

L-დან X-ბენდების ჩათვლით გაშლილი დიაპაზონის და მხოლოდ 200 ვატზე მეტი გამოსასვლელი მოთხოვნის მქონე სატელიტო კომუნიკაციების სისტემების მონიტორინგის რადარული გამოყენებისთვის მაინც გავრცელებულია ტრაველინგ ვეივის მილები. ამასთან, დღესდღეობით ელექტრონული სამხედრო პლატფორმების უმეტესობა გადავიდა გალიუმის ნიტრიდის ამპლიფიკატორებზე. ეს GaN მოწყობილობები ერთდროულად ამარაგებს 2-დან 6 გიგაჰერცამდე სიგანეს, რაც სისტემებისთვის საუკეთესო არჩევანს ხდის, რომლებიც სწრაფად უნდა გადახტებოდნენ სიხშირეებს. გარდა ამისა, ისინი შეამცირებენ ზომას, წონას და ენერგომოხმარებას დაახლოებით 60%-ით შედარებით ტრადიციულ ტექნოლოგიებთან. წარსული წელს ჩატარებული სამხედრო კვლევების მიხედვით, GaN კომპონენტებით დამზადებული ჯამინგის მოწყობილობებმა თერმული დაგროვება შეამცირეს დაახლოებით 40%-ით მსგავსი TWT სისტემების შედარებით, მიუხედავად იმისა, რომ ორივე შენარჩუნებს მსგავს სიგნალის სიძლიერეს S-ბენდის მუშაობის დროს. ასევე ხდება საინტერესო განვითარება, სადაც ინჟინრები აერთიანებენ GaN მრუდებს და TWT ბოლო ეტაპებს Ka-ბენდის სამიზნე სარკის გასასვლელად. ეს შერეული მიდგომა საპირისპიროდ ჩანს, რადგან ის აერთიანებს GaN-ის ენერგოსაშენახი შესაძლებლობებს და სიმძლავრის სიმძლავრეს, რაც საჭიროა ზოგიერთი მაღალი წარმადობის მოთხოვნებისთვის.

Ხშირად დასმული კითხვები: სიხშირის მაღალი ძალის გამაძლიერებლები

Როგორ სიხშირის დიაპაზონებში მუშაობენ სიხშირის მაღალი ძალის გამაძლიერებლები სხვადასხვა გამოყენებისთვის?

Სიხშირის მაღალი ძალის გამაძლიერებლები მუშაობენ სიხშირის დიაპაზონებში, როგორიცაა Ka-ზოლი (26.5-დან 40 გჰც-მდე), Q-ზოლი (33-დან 50 გჰც-მდე) და mmWave (30-დან 300 გჰც-მდე), რომლებიც მომსახურებენ მავთულის გარეშე კომუნიკაციებს, რადარულ სისტემებს და ელექტრონული სამხედრო გამოყენებას.

Როგორ ატმოსფერული პირობები აზერბენებენ სიხშირის მაღალი ძალის გამაძლიერებლების მუშაობაზე?

Ატმოსფერული პირობები, როგორიცაა წვიმის გამო სიგნალის დაქვეითება და ჟანგბადის შთანთქმა შეიძლება გავლენა მოახდინოს სიგნალის ხარისხზე, რაც გამაძლიერებლების მიერ დამატებითი ძალის მიწოდებას richავს კავშირის სტაბილურობის შესანარჩუნებლად, განსაკუთრებით მაღალი სიხშირის ზოლებში, როგორიცაა Ka-ზოლი და Q-ზოლი.

Რა მნიშვნელობა აქვს P1dB კომპრესიას სიხშირის გამაძლიერებლებში?

P1dB კომპრესია არის ის წერტილი, სადაც გამაძლიერებელი იწყებს არაწრფივ მუშაობას, რაც იწვევს დისტორსიას. მნიშვნელოვანია მუშაობა P1dB-ზე დაბალ დონეზე კომპრესიის თავიდან ასაცილებლად და სიგნალის ხარისხის შესანარჩუნებლად.

Როგორ თერმული მენეჯმენტი აზერბენებს სიხშირის გამაძლიერებლების საიმედოობაზე?

RF გამაძლიერებლების სიცოცხლის ხანგრძლივობის გასაგრძელებლად სითბოს მართვა აუცილებელია. არაეფექტუანი სითბოს გაყვანა იწვევს კომპონენტების სწრაფ დახრომას და სიცოცხლის ხანგრძლივობის შემცირებას, რაც მიუთითებს დამატებითი გაგრილების მეთოდების საჭიროებაზე, როგორიცაა სითხით გაგრილება მაღალი სიმძლავრის მქონე კომპონენტებისთვის.

Რატომ არის მნიშვნელოვანი TWT-სა და GaN გამაძლიერებლებს შორის არჩევანი?

Traveling Wave Tube (TWT) და Gallium Nitride (GaN) გამაძლიერებლებს შორის არჩევანი დამოკიდებულია გამოყენების კონკრეტულ საჭიროებებზე. TWT-ები გამოიყენება მაღალი სიმძლავრისა და ფართო სიგანის საჭიროებებისთვის, ხოლო GaN გამაძლიერებლები კი უფრო ეფექტუანია და ადგილზე დაზოგავს დაბალი სიხშირის და მოქნილი გამოყენების შემთხვევაში.