分階段雷達(dá)的電源解決方案

硝酸銨技術(shù)以及分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)中的電源管理綜合電路(PMIC)技術(shù)是這一演變的一部分。 一段時(shí)間前,硝酸銨進(jìn)入市場時(shí)使用的方法不同,但主要優(yōu)勢是電量較高、帶寬更廣、比前幾代技術(shù)高電壓性能,適合雷達(dá)應(yīng)用。

其操作差異之一是其偏差序列。 GAN是耗竭模式的“場效應(yīng)晶體 ” ( FET ) — —運(yùn)行期間需要負(fù)門電壓。 這種負(fù)門電壓,有時(shí)被稱為“粉碎 ” , 必須在提高正排電壓之前應(yīng)用。 如果這一偏差序列沒有正確完成,GAN裝置可能會(huì)受損。 但技術(shù)進(jìn)步使得使用 PMICs( PMICs) 的任務(wù)更容易完成。

在以下各段,我們探討如何利用多孔徑雷達(dá)系統(tǒng)使分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加容易,同時(shí),實(shí)施這些多孔徑雷達(dá)系統(tǒng)可以幫助設(shè)計(jì)者建立一個(gè)更優(yōu)化、更健全、自我校準(zhǔn)、性能更佳的雷達(dá)系統(tǒng)。

看看雷達(dá)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)

GAN的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了工程師在使用其分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)時(shí)所面臨的任何設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。 在創(chuàng)建雷達(dá)系統(tǒng)時(shí),實(shí)現(xiàn)更高的效率、高功率系統(tǒng)能力、高設(shè)備故障電壓特征、寬帶寬,更不用說高熱性能了。

下更深的潛水

Qorvo的分階段陣列雷達(dá)功率 與Bias自動(dòng)校準(zhǔn)。
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因此,讓我們審視一下使用GAN的一些障礙以及工程師在分階段陣列雷達(dá)設(shè)計(jì)中面臨的電力供應(yīng)挑戰(zhàn)...然后展示一下,引進(jìn)強(qiáng)大和小型綜合的PMIC 是如何讓我們跳過這些障礙的。

看一看分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)中的GANRF前端設(shè)計(jì)障礙:

控制負(fù)柵極夾斷和GaN PA的導(dǎo)通電壓。

控制GaN PA的RF前端漏極偏置電流。

精確檢測、監(jiān)控和最佳地設(shè)置漏極偏置電流或電流漏極靜態(tài)（IDQ）。

對整個(gè)射頻前端進(jìn)行自校準(zhǔn)，以獲得統(tǒng)一的性能。

GaN柵極電壓必須在監(jiān)測其漏極電壓時(shí)從-5伏掃至-2.5伏。

增加射頻前端系統(tǒng)保護(hù)

每次系統(tǒng)通電時(shí)啟用上述所有功能的程序——在老化或溫度波動(dòng)等條件下提供自動(dòng)調(diào)諧。

從供電的角度來看,還存在其他障礙,包括:

需要大的、昂貴的功率塊來解決發(fā)射模塊處的重脈沖負(fù)載。

提供高電流的大規(guī)格布線和傳輸模塊的電壓。

大型體積龐大的鋁電容器可產(chǎn)生高瓦數(shù)的功率磚性能。

高RDS（ON）FET，用作漏極開關(guān)，為GaN PA供電和關(guān)

提供柵極控制的大柵極偏置控制電路。

圖1. 分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)障礙。

迄今為止,上述障礙對工程師來說一直難以駕馭,使得設(shè)計(jì)過程更冗長、更麻煩。 但是,通過使用多指標(biāo)類集調(diào)查,設(shè)計(jì)過程可以縮短,使整個(gè)分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)更高效、更小、更可靠。

在以下各段,我們將解釋如何使用分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)中的PMIC處理上述子彈。

圖2分級(jí)陣列雷達(dá)系統(tǒng)級(jí)區(qū)塊圖。

用于分階段陣列雷達(dá)的深潛潛入 PMIC

首先讓我們看看整個(gè)分級(jí)陣列雷達(dá)系統(tǒng)是如何供電的。陸地、海上和空中雷達(dá)設(shè)備通常都來自柴油發(fā)電機(jī)或高壓DC動(dòng)力電池庫產(chǎn)生的A型電源。這些AC-DC和高壓DC-DC電源供應(yīng)需要提供一套規(guī)范良好的低電壓DC電壓鐵路,以便巴勒斯坦權(quán)力機(jī)構(gòu)能夠可靠地運(yùn)行。科爾沃的SiC FETs如圖3所示,Schottky二極管使設(shè)計(jì)師能夠?yàn)榉蛛A段陣列雷達(dá)系統(tǒng)建造強(qiáng)大、高效和緊湊的電源。

如圖3所示,aQorvo 分級(jí)陣列雷達(dá)電力供應(yīng)、、 和硅碳化物(硅) FET此外,PMIC設(shè)計(jì)(ACT43950和ACT43850)取消了大型散裝電磚、鋁電容器、大型FETs和門偏差控制器的需要。

增加PMIC(PP)第43750號(hào)法) 控制 GAN PA , 提供一個(gè)完全可靠的可配置系統(tǒng), 既監(jiān)測又控制分階段陣列雷達(dá) PA 。 注意 - 如果您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)安裝了電壓鐵路, 第43750號(hào)法 也可以獨(dú)立使用。 在這種情況下, 添加了 第43750號(hào)法 和開關(guān)( GaN 或 Si ) 。 僅使用 第43750號(hào)法 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持RF 系統(tǒng)中的 GAN 設(shè)備10至55伏特 DC 常數(shù)鐵路 。 但是, 必須理解的是, 不添加該設(shè)備, 就必須增加 。ACT43950和ACT43850,如上所述,設(shè)計(jì)將需要更大的電力組件和電線。

圖3. 分階段陣列雷達(dá)PMIC和電力供應(yīng)。

讓我們詳細(xì)探討上圖PMIC分辨率。

首先,讓我們看看電力供應(yīng)PMIC。ACT43950作為傳輸階段瞬時(shí)沖擊平均區(qū)塊,取代DC鐵路源的散裝電線過濾器。ACT43850或ACT43850。RF 裝載點(diǎn)這兩座國際電站大大縮小了系統(tǒng)規(guī)模,消除了對大容量電容器和大型電表電線的需求,并消除了對大型門開關(guān)FET和門偏向電路的需求。

對于GaN控制器 PMIC部分,第43750號(hào)法管理和控制GAN PA門,低噪聲用于RFPA測序和保護(hù),還提供自動(dòng)RF PA門電壓校準(zhǔn),以控制門電壓到IDQ偏差點(diǎn)。第43750號(hào)法有兩個(gè)電源管理區(qū)塊。第一個(gè)區(qū)塊控制RFPA20V到55V的排氣開關(guān)。另一個(gè)區(qū)塊控制超低噪聲倒轉(zhuǎn)(逐步下調(diào))DC-DC調(diào)控器,配有綜合FETs和可編程電壓參考。 (一些適合這一電壓范圍的GAN PA是-PA)。qpa2612, qpa2237, qpm0106 qpm0106和qpd1017 qpd1017- 其他已找到在這里此設(shè)備不僅控制 GAN 裝置的功率側(cè),而且還為諸如老化或溫度波動(dòng)等條件提供自動(dòng)調(diào)控自我校準(zhǔn)。這種自校準(zhǔn)在運(yùn)行期間即時(shí)發(fā)生。對于功率較低的 PMIC 控制器,第 41000 個(gè)行為( 41000)我們將會(huì)在后續(xù)博客文章中更深入地探討這個(gè)問題。

GAN PAS、PMICs和SIC FETs等捆綁式解決方案使工程師具有優(yōu)化其分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)性能和設(shè)計(jì)的靈活性。 在三階段PMICs的幫助下,工程師可以配置GAN偏差點(diǎn)對每個(gè)PA的自動(dòng)校準(zhǔn),而不必改變董事會(huì)設(shè)計(jì)以適應(yīng)PA。 這有助于工程師加快設(shè)計(jì)速度,提供必要的靈活性,使他們以小腳印解決方案更快地進(jìn)入市場。

下文圖4是利用多指標(biāo)類集調(diào)查、SIC FETs和Qorvo提供的GAN PA的PMIGAGAN解決方案,該解決方案為分階段陣列雷達(dá)應(yīng)用提供了小規(guī)模的優(yōu)化效率和電耗系數(shù)。

圖4:Qorvo的評價(jià)報(bào)告委員會(huì)解決方案用于分階段陣列雷達(dá)。

最后一句

通過使用SIC FETs(SIC FETs)的這種新緊湊解決方案,PMIC(ACT43950, ACT43850, 第43750號(hào)法, 第43750號(hào)法)和GAN PAs(GAN PAs) — — 一個(gè)完全發(fā)達(dá)的解決方案可以通過最小的設(shè)計(jì)努力來實(shí)現(xiàn)。 使用科爾沃(Qorvo)的這一設(shè)計(jì)比使用多供應(yīng)商方法的這種設(shè)計(jì)提供了更大的優(yōu)勢。 這一完全可編程的設(shè)計(jì)提供了自動(dòng)校準(zhǔn),以補(bǔ)償溫度變化和老化,通過不斷自我偏向和監(jiān)測系統(tǒng),以及自動(dòng)優(yōu)化GAN PAs上下電源。 所有這些都有助于工程師更快地投放出下一代捆綁式解決方案,以創(chuàng)建最先進(jìn)的分階段陣列雷達(dá)系統(tǒng)。

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審核編輯黃宇