可用于卫星通讯的功率放大器 卫星功放

来源:西西图吧       编辑:西西小二
2020-06-07 14:48:57
点击:
23

目前而言最先进的商业卫星以100-200Mbps的速度传输于地球,而对于一些先进的大型单一卫星概念目标为1至4Gbps。这些速率数据很大程度受限于制作信号传输器的射频功率放大器。Akash首次建造了一个小型卫星系统(12U),它将初步实现14Gbps的下行数据速率。接下来的demo数据速率将超过100Gbps,而最终目标定为一个普通的卫星的下行速率达到1Tbps。为达到最终目标,他们将使用金刚石上的GaN射频功率放大器。

Akash Systems公司的联合创始人Felix Ejeckam于2003年发明了金刚石上的GaN,以有效地从GaN晶体管中最热的位置提取热量。其基本理念是利用较冷的GaN放大器使系统更节能,减少浪费。金刚石上的GaN晶片是通过GaN通道或外延将其从原始的Si衬底中剥离下来,而后通过一个35 nm的SiN界面层结合在CVD合成的金刚石衬底上。这种200°C的GaN通道与CVD形成纳米级的金刚石是接近最导热工业材料,它会大大降低放大器的基板和通道之间的温度上升。图1显示了金刚石晶圆片上GaN的制作过程。多年来,许多课题组已经量化了上述的热改善。先将Si基GaN HEMT晶圆片黏贴到一个临时Si载片上,待原始的硅基板被蚀刻掉,然后利用CVD方法在GaN层下方的35 nm的界面层上沉积金刚石。最后,临时的Si载体被蚀刻,最终的金刚石上的GaN晶圆被加工为HEMTs或MMICs。

可用于卫星通讯的功率放大器 卫星功放

图1

系统影响

与SiC基GaN相比,如果GaN MMIC产生的热量可以降低40%到50%,那么就可以将更大的功率密度压缩到更小的体积空间中。功率是卫星下行数据速率计算的直接参数,功率越高,传送的信息越多。在非常紧凑的空间中,使用金刚石上GaN可以降低对于冷却系统的要求。因为与使用标准的SiC基GaN功率放大器相比,金刚石上GaN的使用可以允许环境温度升高得更高,同时不会降低性能与可靠性。冷却装置的减少也意味着重量和尺寸的减少,这都是卫星系统送入轨道成本的关键参数。

性 能

Akash的设计师最近展示了高性能的金刚石基GaN晶体管(简化的功率放大器)。在k波段20GHZ频率下表现出60%的功率附加效率(PAE) (参见图2)。最近由美国国防部高级研究计划局资助,来自佐治亚理工学院、斯坦福大学、加州大学洛杉矶分校和第六元素的一组研究员共同研究GaN器件的温升发现:从GaN通道到衬底底部的温度是变化的,与相同的SiC基GaN器件相比温度降低80℃。这项研究所用的晶圆等同于Akash Systems用的金刚石上GaN。

可用于卫星通讯的功率放大器 卫星功放

图2:使用增益为7.9 dB 的2.9 W (5.6 W/mm)HEMT的示例设备得到的PAE为61%,偏置点为24 V

可用于卫星通讯的功率放大器 卫星功放

图3:显示了不同类型的金刚石上GaN的10 finger HEMT晶圆片的通道中心到边缘的温度分布

图3显示了不同类型的金刚石上GaN晶圆的10 finger HEMT从中心到边缘的通道的温度分布。Akash Systems采用“有低热边界阻抗(TBR)的梯度金刚石”制作金刚石上GaN (绿色);这条曲线呈现152°C峰值温度(第一个峰值)。SiC基GaN在器件上同一点的温度是232℃。

Akash Systems计划在2019年发射一个24公斤12U (36cm x24cm x23cm )的卫星系统进入LEO轨道,它将包含一个以金刚石基GaN功率放大器为基础的20瓦的信号传送器。该系统将展现一个具有里程碑意义的14gbps数据速率,对于这样尺寸的卫星系统是独一无二的。

原文标题:可用于卫星通讯功率放大器——超级冷却金刚石上GaN

电影
相关阅读
安桥TX-NR609功放评测 安桥功放怎么样

安桥TX-NR609功放评测 安桥功放怎么样

Onkyo安桥早前一口气发布了同属9系的四款AV功放,从最入门的TX-NR309、TX-NR509到中级的TX-NR579、TX-NR609,虽然定位于入门-中级市场,但同样具有中高级机的众多

06-03
孙吴县属于哪个省哪个市 孙吴县卫星导航

孙吴县属于哪个省哪个市 孙吴县卫星导航

孙吴县在哪里?,孙吴县位于中国 / 东北地区 / 黑龙江省 / 黑河市。,孙吴县属于哪个省?,孙吴县是属于黑龙江省的!,孙吴县属于哪个市?,孙吴县属于黑龙江省的黑河市。,孙吴县相关城市地名?,爱辉区

05-27
功能齐全的入门中端机 安桥功放怎么样

功能齐全的入门中端机 安桥功放怎么样

以这次测试的 TX-NR686 为例,港币$5,000 有找的价钱就已经有齐 4K HDR、THX 认证以及 Dolby Atmos、DTS:X 等的支持,网络音乐功能更是市面上最齐全的机款之一,而安

05-04
建世界单体最大卫星厅 浦东机场三期扩建工程

建世界单体最大卫星厅 浦东机场三期扩建工程

浦东机场卫星厅宣传图 浦东机场卫星厅鸟瞰图 卫星厅空侧局部卫星厅核心区12月29日上海浦东国际机场三期工程开工,三期工程中建设目前世界上单体最大的卫星厅。 卫星厅工程总投资约206亿元。由两座相连

04-03
2020年福建省中考时间定了 美济礁最新卫星图

2020年福建省中考时间定了 美济礁最新卫星图

根据《福建省教育厅关于做好2019年中考中招工作的通知》(闽教基〔2019〕7 号),我省初中学生学业水平考试(以下简称 中考 )的语文、数学、英语、道德与法治、历史、地理、物理、化学和生物等9个科

04-03
雅马哈5.1声道家庭影院功放RX-V283功能实用、精于品质 283影院

雅马哈5.1声道家庭影院功放RX-V283功能实用、精于品质 283影院

地点:全国雅马哈2017年度家庭影院功放RX-V83系列即将隆重登场。本月即将上市的是入门级家庭影院功放RX-V283。5.1声道家庭影院功放支持4K Ultra HD, HDMI端口可以处理HDC

01-30
功放机和喇叭接线要点 功放与功放连接

功放机和喇叭接线要点 功放与功放连接

越来越多年轻人都喜欢在家中安装投影设备,这样在家中观赏大片的体验是很爽的,要想观影的音效好功放机与喇叭的连接布局是少不了的。那么功放机和喇叭接线要点有哪些?功放机和喇叭接线图效果如何呢?下面我们就跟

01-21
中九卫星机顶盒接收机可以收几个台 中九卫星能收多少台

中九卫星机顶盒接收机可以收几个台 中九卫星能收多少台

以前还是46套节目和4套广播。可以看46个台CCTV1、2、7、10、12、新闻、少儿,康巴,兵团,教育1台,北京,天津,河北,山西,内蒙汉、蒙,辽宁,吉林,延边,黑龙江,浙江,安徽,东南,江西,河

01-20
中星6b卫星2017年不用 中星6a最新参数2016

中星6b卫星2017年不用 中星6a最新参数2016

中星6b最新卫星参数中星6b最新卫星参数,中星6B最新免费节目参数?急!急!,中星6B现在只有50套节目,现将具体参数给你:,序号 节目名称 下行频率 符号率 极化 视频PID 音频PID,1 内蒙古

01-05
卡莱维尔帝黑金功放搭配摩雷喇叭 卡莱功放

卡莱维尔帝黑金功放搭配摩雷喇叭 卡莱功放

途观继承了大众的家族外观特征,整体看起来大气饱满,前脸刚毅,侧身看线条流畅,尾部性感,在同级别的车型中表现可为是非常的耀眼。当然如果将它原本平庸的音响效果也升级到如它外型般优秀,那就更是完美了。为了让

12-28