Поздравляем с Днём Энергетика!

|   Новости А-КОНТРАКТ

А-КОНТРАКТ поздравляет всех работников энергетической промышленности с профессиональным праздником – Днём Энергетика.

Далее

А-КОНТРАКТ приняла участие в выставке «РосГазЭкспо – 2019»

|   А-КОНТРАКТ на выставках

С 1 по 4 октября 2019 в Санкт-Петербурге состоялась выставка «РОС-ГАЗ-ЭКСПО- 2019»

Далее

Современные СВЧ модули с высокой мощностью и высокой эффективностью. Часть 1

автор Автор: Хосе Гонсалес (Jose Gonzales), dB Control | |   Новости и обзоры отрасли

Сегодня перед основными интеграторами стоит задача использования твердотельных устройств или ламп бегущей волны для усиления радиочастотных сигналов, используемых в радарах, радиоэлектронном подавлении (ЕСМ), радиоэлектронной борьбе (EW), в каналах передачи данных и системах связи. Оба устройства имеют как преимущества, так и недостатки. В некоторых случаях это сводится к SWaP-C (размер, вес, мощность и стоимость, иногда С обозначает не стоимость, а охлаждение).

 

Но вопрос все же остается: SSA or TWT (твердотельный усилитель или лампа бегущей волны)? А почему бы не использовать оба устройства? Эти два устройства могут быть использованы в одном передатчике для создания силового модуля СВЧ (МРМ). МРМ может использовать синергетическую комбинацию твердотельного усилителя (SSA) и мини вакуумного усилителя. Первый МРМ, разработанный в начале 1990х годов, был создан на базе MMIC или дискретных радиочастотных транзисторов для управления мини- TWT выходного устройства. Эти устройства соединили с источником питания и схемами управления в компактном корпусе – и получилось МРМ (Рис.1).

Рис. 1 — Схема стандартного силового СВЧ модуля (МРМ)

Современные твердотельные усилители совсем не такие, какими были твердотельные усилители 90х, то же самое можно сказать и о современных лампах бегущей волны. За последние годы твердотельные усилители были усовершенствованы за счет новых доступных теперь материалов – включая устройства из нитрида галлия (GaN). Хотя ЛБВ преподносятся как более зрелая технология, это не значит, что производители ЛБВ не используют инновации в своих производственных процессах и разработках. В действительности производители ЛБВ внедряют серьезные усовершенствования в эффективность, надежность и дизайн устройств, для которых длительность жизни и надежность являются критичными. Некоторые ЛБВ производители постоянно работают над увеличением выходной мощности, увеличением ширины полосы пропускания и повышением частот за пределами Ка-диапазона.

Современные МРМ обладают абсолютным преимуществом как перед твердотельными усилителями, так и перед лампами бегущей волны за счет объединения этих технологий в компактном легком по весу корпусе. Путь радиочастотного сигнала состоит из твердотельного усилителя и коротковолнового ЛБВ усилителя (обычно длиной около 7 дюймов или короче), специально разработанных для использования с источником питания низкого напряжения. Снижение усиления, которое происходит из-за сокращения длины спирали ЛБВ, компенсируется за счет работы твердотельного усилителя, что приводит к сохранению усиления в радиочастотной цепи. В этом типе разработок в полной мере используются способность работы при заданной мощности, пропускная способность, эффективность и теплоустойчивость ЛБВ. Проверенные в эксплуатации МРМ предлагают следующие преимущества:

  • Общая эффективность выше 35% (обычно)
  • Диапазон рабочих температур -55°C до +75°C
  • Характеристики паразитного и фазового шума
  • Высота до 70К футов
  • Как непрерывное, так и импульсное приложение
  • Широкие возможности полосы
  • Низкая плотность мощности шумов
  • Самые надежные МРМ также были полностью одобрены для работы в очень суровых условиях окружающей среды в устройствах для воздушного, морского и наземного применения.

Основные усовершенствования эффективности современных МРМ

Оборонные подрядчики продолжают разрабатывать МРМ, которые обеспечивают удвоение (и даже больше) выходной мощности предыдущих версий. Недавно на рынок вышли самые последние МРМ, обеспечивающие 200 ватт как импульсной, так и непрерывной волновой РЧ мощности в диапазоне частот от 6 до 18 ГГц (44% эффективность на 9,5ГГц). Такие характеристики были практически невероятными десять лет назад. В 2018 году на Международном симпозиуме АОС dB Control продемонстрировали высокоэффективный X-Band МРМ (модель dB-3756HE). Общая эффективность в этом новом МРМ практически удвоилась по сравнению с оригинальным дизайном. В дополнение к улучшению эффективности этот МРМ теперь способен работать с рабочим циклом 15% (что тоже вдвое лучше, чем у предыдущей версии) и производить 1кВ выходной мощности. 

Обычная выходная мощность против частоты – это еще один критический параметр для современных МРМ (Рис.2). При хорошем исполнении результатом являются высокоэффективные ЛБВ и HVPS (МРМ), которые могут обеспечить сотни ватт энергии при минимальном потреблении исходной мощности. 6-18ГГц пример МРМ, приведенный выше, выдает 300 ватт мощности непрерывного излучения (CW) на 9,5ГГц, а потребляет только около 675 ватт исходной мощности.

Рис. 2. Стандартная выходная мощность относительно частоты

Источник: www.rfglobalnet.com

Назад