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Data di liberazione: 2021-12-28Fonte autore: KinghelmVista : 1882
Soluzione Gan: picculu pacchettu per scuntrà a sfida di un grande radar
U radar di banda X (8 GHz à 12 GHz) hè un equipamentu chjave adattatu per a navigazione cummerciale. L'aviazione hè un campu maiò in quale l'equipaggiu radar in banda X hè largamente utilizatu. À u listessu tempu, l'equipaggiu hè ancu largamente implementatu in parechji campi d'applicazione, cumpresi UAV, cuntrollu di u trafficu marittimu, monitoraghju meteorologicu, monitoraghju di l'attività di l'uccelli vicinu à l'aeroportu è telerilevazione anti-freezing.
Sicondu u rapportu di analitiche strategiche, una urganizazione di ricerca di u mercatu, u radar di banda X hè u segmentu di radar più grande. A vendita di sta banda radar hè vicinu à US $ 6.3 miliardi in 2018, è u tassu di crescita annuali cumposti di spesa currispundenti hè prevista à esse 3.4%, chì ghjunghjerà à US $ 8.7 miliardi in 2028.
Tuttavia, nisun radar in banda X ùn hà opportunità di crescita significativa. U sistema attivu di scanning electronic array (AESA) hè sempre più populari in a ricerca è u sviluppu. U sistema hè principarmenti utilizatu nantu à e grandi piattaforme aeree, è ancu in i segmenti terrestri è marittimi.
Les défis de l'AESA
U sistema AESA usa arrays attivi, ognunu cù centinaie o ancu millaie Antennas. Ognunu Antenna hà a so propria fase è guadagnà u cuntrollu. L'interferenza o sovrapposizione di una sola matrice d'onda di Antenna elementi ponu generà onde piane, chì ponu effettivamente generà fasci di radiu chì si move in una direzzione specifica. U sistema di radar AESA cuntrolla elettronicamente u fasciu trasfirendu a fase di Antenna elementi.
A spaziatura di Antenna elementi sò generalmente a mità di lunghezza d'onda per riduce l'esposizione in u campu vicinu. U radar AESA hà spessu bisognu di diffondere signali in una larga gamma di frequenze alte. Questa agilità di frequenza permette à u radar di circà rapidamente i miri in u settore. Questu li rende ancu più difficiuli di detectà in u rumore di fondo. Questu permette à i navi è l'aviò di mandà segnali di radar d'alta putenza mantenendu l'occultamentu è purtendu una migliore capacità anti-jamming.
Queste esigenze ponenu alcune sfide per l'Ingegneri: ognunu Antenna L'elementu deve esse chjuca è abbastanza ligera per accoglie un spaziu di lunghezza d'onda chjuca, mentre chì rende a dimensione generale di u sistema è u pesu cuntrullabile per l'usu in l'aria è in u mare. Tuttavia, sicondu diverse applicazioni, u sistema di radar deve esse abbastanza forte per pruduce una putenza da centinaie di watt à 100 kW in ogni locu. Per quessa, u sistema di radar hà bisognu di dissipazione di calore efficace, ma questu aumenta a dimensione è u pesu.
In parechji di sti casi di usu, avete bisognu Dimensione, pesu, putenza è costu (swap-c) Evaluate u sistema. A rimpiazzà solu uni pochi di cumpunenti in u sistema ùn avarà micca assai impattu nantu à queste considerazioni. Dunque, a tecnulugia chì pò attivà u sistema di radar AESA deve dimustrà vantaghji significativi in a migliione swap-c.
Tecnulugia di attivazione: Gan
Nitruru di Gallium (GAN) hè una tecnulugia chì pò aiutà i disinfettori di radar à superà parechje sfide cum'è a putenza, a dissipazione di u calore, u pesu è a dimensione, è u costu. Stu materiale hà una alta mobilità elettronica. In cunfrontu cù u silicuu, i dispositi Gan anu una carica di porta bassa è una capacità di output bassa, è ponu pruduce un guadagnu più altu à una frequenza più alta in modu più efficiente.
Gan hà un largu gap di banda di energia è un campu elettricu di ripartizione criticu assai altu, chì purterà una affidabilità eccellente à alta temperatura, una robustezza eccellente sottu una tensione di furnimentu alta è una densità di putenza eccellente.
Aduprendu u carburu di siliciu (SIC) cum'è sustrato GaN pò ottene una bassa espansione termica, una discordanza di reticulu bassu è una conducibilità termale eccellente, in modu di dà u ghjocu pienu à e caratteristiche di GaN. A conduttività termica di u politipu 4H semi insulating SiC hè 430 w / MK, mentre chì quella di u siliciu hè di 146 w / MK. Questu permette una densità di putenza assai alta è una dissipazione di calore efficiente, evitendu temperature estreme di u canali chì rendenu l'equipaggiu inoperabile.
Dunque, l'amplificatore di nitruru di galliu basatu in carburu di siliciu (GaN on SiC) in u radar AESA pò ottene un rendimentu più altu è una putenza di output equivalente in un voluminu più chjucu, mentre chì salve e esigenze di dissipazione di calore. In ogni casu, per riflette significativamente i vantaghji di migliione di swap-c, più deve esse fattu in a tecnulugia di u dispusitivu.
L'incapsulazione hè a chjave
U sviluppu ulteriore di arrays in fasi cum'è u sistema di radar AESA hà bisognu di riduce a dimensione è integra i cumpunenti più strettamente.
U circuitu integratu di microonde monoliticu (MMIC) hè una di tali tecnulugia. Puderà fabricà i moduli funziunali cumpleti di cumpunenti multipli in un solu dispositivu, per migliurà a densità di u circuitu. MMIC hà ancu qualchì vantaghju supplementu, cumpresa a riduzione di a discrepanza di cumpunenti, a riduzione di u ritardu di signale (per via di a distanza più corta trà i cumpunenti nantu à MMIC), è a riduzione di i costi di fattura generale di materiali (BOM).
MMIC adopta un pacchettu quadratu senza pin (QFN), chì pò ancu riduce u costu è a dimensione. Siccomu u pacchettu QFN usa brevi fili di ligame, chì aiuta à riduce l'induttanza di u piombu, u so pad di chip nudu di rame espostu furnisce un rendimentu termicu eccellente.
Wolfspeed cmpa901a020s dispusitivu adopta 6 & volte; U pacchettu QFN 6 mm, questu hè un amplificatore 20W Gan on SiC d'alta putenza, chì pò operà in a gamma di freccia da 9 GHz à 10 GHz. Hè adattatu per l'applicazioni di radar à impulsi cum'è u radar meteorologicu marinu. L'amplificatore hà un guadagnu in trè stadi, pò furnisce un grande guadagnu di signale più di 30 dB è efficienza più grande di 50%, pò risponde à i requisiti di energia DC di u sistema più bassi, è sustene soluzioni simplificate di gestione termica di u sistema.
Wolfspeed cmpa9396025s hè un altru Gan MMIC, chì pò integrà parechje tecnulugia per maximizà a migliione di swap-c. U dispusitivu di trè tappe hè cuncepitu per 9.3-ghz à 9.6-ghz, usendu 6 & volte; Paquet QFN 6 mm,À 100 - & micro; A putenza hè 25 W sottu a cundizione di s larghezza di impulsu è 10% duty cycle.
A serie Wolfspeed cmpa801b030 in MMIC Amplifier funziona in a gamma di frequenze da 7.9-ghz à 11 GHz è pò sustene una larghezza di banda più larga è una putenza più alta in banda X. U valore di output tipicu hè sin'à 40 W, u grande guadagnu di signale hè più grande di 20 dB, è l'efficienza addiziale di putenza hè finu à 40%. A seria di i prudutti adopta 7 & volte; L'iniezione secondaria di plastica di 7 mm QFN furnisce ancu un chip nudu è un pacchettu flangiatu di flange di montaggio in metallo / ceramica à 10 pin, chì si traduce in prestazioni elettriche è termiche più eccezionali.
▲ wolfspeed cmpa801b030 furnisce un chip nudu è un pacchettu assai compactu per maximizà a migliurà di swap-c
Nota: eccn di tutti i dispusitivi listed sopra sò 3a001 b.2
Innuvazione tecnica di l'abilitazione di u radar
Strategy analytics crede chì i dispusitivi Gan, sopra, sò favurèvuli à prumove l'adopzione rapida di radar AESA da diverse piattaforme, è a spesa Gan di sistema di radar cresce da US $ 171.8 milioni in 2018 à US $ 734.1 milioni in 2028.
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