×
Որպեսզի RF հզորության հարբացումները ճիշտ աշխատեն խառնաշփոth համակարգերի հետ, նրանք պետք է համընկնեն ճիշտ շահագործման հաճախականությունների հետ, որպեսզի չվատացնենք էներգիան կամ չստեղծենք անցակացված միջամտություն: Ըստ 2023 թվականի որոշ դաշտային փորձարկումների, երբ հարբացումները ընդգրկում էին 1.7-ից մինչև 4.2 ԳՀց տիրույթը՝ փոխարեն նեղ շերտերի, նրանք իրականում կրճատել են հզորության օգտագործումը մոտ 18%-ով՝ առանց ազդելու սիգնալի որակի վրա (ինչպես նշված է Dewinjammer-ի 2023 թվականի հետազոտության մեջ): Սակայն, երբ այս հաճախականությունների տիրույթների միջև համընկնում չկա, առաջանում են խնդիրներ: Կրիտիկական հատվածները, որտեղ սպառնալիքներ կարող են հայտնվել, ամբողջովին անպաշտպանված են մնում, կամ ավելի վատ՝ սիգնալները ներխուժում են հարևան ալիքների մեջ, ինչը կարող է լուրջ խառնաշփոթ ստեղծել իրական էլեկտրոնային պատերազմի ընթացքում:
Ժամանակակից խարանողները պետք է միաժամանակ խաթարեն սիգնալներ ՝ ընդգրկելով GPS-ը (1,2/1,5 ԳՀց), բջջային կապը (700 ՄՀց - 4 ԳՀց) և Wi-Fi-ն (2,4/5 ԳՀց), ինչը պահանջում է 500 ՄՀց-ից ավել շառավիղներ: GaN կիսահաղորդչային տեխնոլոգիայի վրա հիմնված լայնաշառավղային RF ուժեղացուցիչները ապահովում են >50 դԲ երկարացում օկտավային տիրույթներում, ինչը թույլ է տալիս մեկ ուժեղացուցչի միջոցով փոխարինել բազմաթիվ նեղաշառավղային սարքեր՝ առանց կատարողականությունից հրաժարվելու:
Ռադիոսպեկտրի 800 ՄՀց-ից մինչև 4 ԳՀց հաճախադարձությունների վրա 30 դԲմ ելքային հզորություն արտադրելու կարողություն ունեցող կարգավորվող հարբակիչները այժմ ռազմական անձնակազմի կողմից արդյունավետ կերպով օգտագործվում են GPS-ով ղեկավարվող անօդի անիվասայլակների և 5G-ով ակտիվացվող այն անձնական պայթուցիկ սարքերի դեմ, որոնք շատ խնդրահարույց են: Այս համակարգերի աշխատանքը վերլուծելիս նկատելի է, որ դրանք պահպանում են VSWR՝ սպեկտրի կարևոր կետերում 2.5:1-ից ցածր, ինչպիսին է 2.3 ԳՀց-ը՝ LTE սիգնալները ծածկելու համար, և 3.5 ԳՀց-ը, որտեղ աշխատում է 5G n78-ը: Սա հստակ ցույց է տալիս, որ լայնաշերտ հարբակիչները առաջարկում են գերազանց պաշտպանություն տարբեր տեսակի սպառնալիքների դեմ՝ առանց կորցնելու կատարման որևէ տեսակի որակ:
Հաջող շեղման համար հզորացուցիչները պետք է արտադրեն ավելի շատ հզորություն, քան թիրախային սարքից ստացվածը: Վերցրեք օրինակի համար առևտրային անօդի ապարատները՝ դրանք շատ են դժվարացնում սովորական շեղիչներին, trừ եթե նրանք կարողանան արտադրել շուրջ 50 վատտ անընդհատ ալիքային հզորություն՝ միայն GPS սիգնալների հետ խանգարելու համար: Ռազմական կիրառությունները ևս ավելի բարդ են, երբեմն անհրաժեշտ է 300 վատտից ավել հզորություն՝ երկար հեռավորության կապի կապերը անջատելու համար: Խնդիրը ավելի է բարդանում երբ ավելի բարձր ելքային հզորություն է անհրաժեշտ, քանի որ տաքությունը շատ արագ է կուտակվում: Այդ իսկ պատճառով շատ մասնագետներ այսօր դիմում են գալիում նիտրիդի հիմքի վրա հիմնված հզորացուցիչներին: Դրանք ավելի լավ են կառավարում տաքությունը և մնում են կայուն՝ առանց սիգնալները չափազանց դեֆորմացնելու, ինչը շատ կարևոր է այն լարված գործողությունների ընթացքում, երբ կայունությունը կարևոր է:
Երբ հզորացուցիչները աշխատում են ոչ գծային ռեժիմով, դրանք ստեղծում են այդ անցայն հարմոնիկ դեֆորմացիաները և ինտերմոդուլյացիոն արտադրանքը, որը խանգարում է խարամակեղծման ճշգրտությանը: Եթե մենք այդ հզորացուցիչները գործարկենք ընդամենը մեկ տասներորդ դեցիբելով ներքև իրենց սեղմման կետից, մի հետաքրքիր բան է տեղի ունենում՝ սպեկտրային վերաճը նվազում է մոտ 65 տոկոսով՝ համաձայն 2024 թվականին IEEE-ի կողմից իրականացված որոշ հետազոտությունների: Սա հատկապես կարևոր է համապատասխան հաճախականությունների շերտերի հետ առնչվելիս, ինչպես այն, որ տեղի է ունենում 4G և 5G ցանցերի միջև: Այս կերպ պահպանելով բաները՝ խարամակեղծման հզորությունը մնում է կեղծված այն թիրախի վրա, որի դեմ այն ուղղված է, փոխարենը՝ պատահաբար կանխելով օրինական ազդանշանների անցումը, որոնք փորձում են անցնել սովորական կերպով:
Ելքային հզորության մաքսիմալացումը նվազեցնում է արդյունավետությունը 30–40%ջերմության կուտակման պատճառով: Առաջադեմ նախագծերը դա փոխհատուցում են օգտագործելով ադապտիվ ստատիկ մոդերացիա և Doherty կառուցանքներ, ինչի արդյունքում հասնում են 80% արդյունավետության 150 Վտ արտադրողականությամբ: Այս բարելավումները երկարաձգում են շահագործման ժամկետը, հատկապես շարժական հարթակներում, որտեղ սառեցման հզորությունը սահմանափակ է:
Եռակի կարգի հատման կետը (IP3) չափում է հզորացուցչի ունակությունը ճնշելու ինտերմոդուլյացիոն դեֆորմացիան մի քանի սիգնալներ մշակելիս: Խիտ սպեկտրային միջավայրերում այն հզորացուցիչները, որոնց IP3-ն ավելի քան 40 դԲմ է, նվազագույնի են հասցնում հաճախականությունների միջև հարաբերակցությունը: Արդյունաբերական վերլուծությունները ցույց են տալիս, որ այն սարքերը, որոնց IP3-ն ավելի քան 45 դԲմ է, սպեկտրային վերաճը 30–50% չափով կրճատում են, որն ավելի շատ ճշգրիտ թիրախավորում է ապահովում բազմաթիվ սպառնալիքներ պարունակող իրավիճակներում:
1 դԲ-ի սեղմման կետը, որը հայտնի է որպես P1dB, հիմնականում այն կետն է, երբ հարթուցչի երկարացումը 1 դԲ-ով իջնում է գծային ռեժիմում աշխատելու ժամանակի համեմատ: Երբ համակարգերը շատ մոտիկ են աշխատում այս շեմին, սկսվում են աղավաղումներ, որոնք կարող են խանգարել խփող ճշգրտությանը: Շատ ինժեներներ գիտեն, որ չպետք է սահմանին հասցնել ամեն ինչ: Պուլսային սիգնալների համար խորհուրդ է տրվում մնալ P1dB-ից 6-10 դԲ-ով ցած: Սակայն այնպիսի բարդ մոդուլացված սիգնալների դեպքում, ինչպիսին OFDM-ն է, անվտանգության ամրապնդումը պետք է ավելի մեծ լինի՝ P1dB-ից 10-15 դԲ-ով ցած: Այս լրացուցիչ ազատ տարածքը օգնում է պահպանել սիգնալի որակը՝ նույնիսկ այն դեպքում, երբ հանդիպում ենք տարբեր փոփոխվող բեռի պայմանների, որոնց ամենօրյա են ենթարկվում իրական աշխարհի համակարգերը:
Գլխավոր միջակայքը՝ գործառնական հզորության և առավելագույն ելքի միջև տարածությունը, պաշտպանում է սիգնալի ցատկերից: Ռադիոխարհազուրկ համակարգերում 3-5 դԲ գլխավոր միջակայքի պահպանումը կանխում է կտրուկ փոխանցումների ժամանակ աղմուկը՝ միաժամանակ օպտիմալացնելով արդյունավետությունը: GaN համարձակիչները 20% ավելի լայն գլխավոր միջակայք են ապահովում, քան սովորական LDMOS կառուցվածքները, որը բարելավում է դիմադրողականությունը կանխատեսված չլինելու պայմաններում:
Համարձակիչների մուտքագրումը կորուստի մեջ առաջացնում է անվերահսկվող հարմոնիկներ, որոնք կարող են խանգարել հարևան շերտերում: Կորուստից 2-4 դԲ-ով ներքևում մնալը պահպանում է կայուն երկարացման պրոֆիլներ, ինչը կարևոր է երկարատև առաջադրանքների համար: Օդային տվյալները ցույց են տալիս, որ այս միջակայքին հետևելը 65%-ով կրճատում է ջերմային անջատման դեպքերը անընդհատ հակառակ թռչող սարքերի գործողությունների ընթացքում:
Ուժեղացուցիչները, սահմանագծին մոտ աշխատելիս, առաջացնում են հարմոնիկներ, հիմնական հաճախականության ամբողջ բազմապատիկներ, որոնք կարող են խանգարել ոչ թիրախային համակարգերին: Դրանց ճնշման համար ինժեներները օգտագործում են դիմադրության համընկնման ցանցեր և աշխատում են սեղմման սահմանից 6–10 դԲ-ով ներքև: Ավանդական գծայնացման տեխնիկաները հետագա 15–20 դԲ-ով կրճատում են շերտից դուրս արտանետումները՝ ապահովելով մաքուր սպեկտրալ ելք ժամանակակից խանգարման հարթակներում:
Շումի գործակցի 2 դԲ-ով աճը 35%-ով նվազեցնում է խանգարող սարքի զգայունությունը, ինչը թույլ կարող է տալ թույլ սպառնալիքի սիգնալներին խուսափել ճնշումից: Թռչող սարքերի դեմ պայքարի համար, երբ թիրախավորվում են ցածր հզորությամբ LoRa սիգնալներ, ուժեղացուցիչները պետք է պահպանեն շումի գործակից 1,5 դԲ-ից ցածր: Ջերմային ստաբիլիզացիան ապահովում է ±0,2 դԲ շումի գործակցի հաստատություն -40°C-ից +55°C տիրույթում՝ պահպանելով կատարումը ծայրահեղ պայմաններում:
Եռաստիճան մոտեցում ապահովում է սիգնալի մաքրություն.
Հողանցման հարթակի սեգմենտավորումը կանխում է հարմոնիկ հոսանքների կեղծ մոդուլյացիայի առաջացումը սնուցման աղբյուրներում, որը հատկապես կարևոր է տարածքային սահմանափակումներ ունեցող ավտոմեքենաներում ճանապարհային խոչընդոտումների տեղադրման դեպքում:
Դադարի համակարգերը ճիշտ աշխատելու համար պետք է ունենան ՌՀ հզորացուցիչներ, որոնք միաժամանակ կարողանում են հզոր ու փոքր լինել՝ ապահովելով բարձր արդյունավետություն: Այս համակարգերի նախագծման ժամանակ շատ ինժեներներ խոսում են SWaP-C-ի մասին, որն առաջին տառերն են համապատասխանաբար Size (Չափս), Weight (Քաշ), Power (Հզորություն) և Cost (Արժեք): Ընդհանուր առմամբ, ամեն փոքր մանրամասնություն կարևոր է, քանի որ տարածքի կամ էներգասպառում ավելացնելը նույնիսկ փոքր-ինչ կարող է որոշող լինել այն հարցում, թե արդյոք համակարգը իրական պայմաններում կօգտագործվի, թե ոչ: 2023 թվականին պաշտպանության հետազոտողների վերջերս հրապարակված զեկույցի համաձայն՝ խանգարումների համար մոտ երկու երրորդ ձախողումները տեղի են ունենում այն պատճառով, որ սարքերը ավելի շուտ, քան նախատեսված է SWaP սպեցիֆիկացիաներով, տաքանում են կամ էներգիան սպառվում է: Սա ցույց է տալիս, թե ինչքան կարևոր է ջերմային կառավարումը այս կոմպակտ համակարգերում:
Արդյունավետ ինտեգրումը պահանջում է ՌՀ հզորացուցիչների և երեք հիմնական ենթահամակարգերի համաձայնեցում.
Մարմնի ներդրված ջերմային սենսորներն ու ակտիվ հսկումը նվազեցնում են ձախողման հավանականությունը 38%-ով բարձր շահագործման ցիկլերի դեպքում: Հիմնական մոտեցումներն են՝
Այս պրակտիկաները համոզվում են, որ RF ուժի հարբաղակները պահպանում են >90% խաթարման արդյունավետություն 5,000+ ժամ շահագործման ընթացքում ծայրահեղ շահագործման պայմաններում:
RF ուժի հարբաղակները պետք է համապատասխանեն շահագործման հաճախադարձություններին և շառավիղին՝ արդյունավետ խաթարելու նպատակային սիգնալները՝ առանց ուժի փոխանցման կորուստների կամ ոչ նպատակային տարածքներում միջամտություն ստեղծելու:
Կարգավորվող հարբաղակները ապահովում են լայն հաճախադարձության ծածկույթ, թույլ տալով արդյունավետ խաթարում տարբեր սպառնալիքների դեմ, ինչպիսիք են GPS-ով ղեկավարվող անօդաչուները և 5G-ով ապահովված սարքերը՝ առանց կատարողականի նվազման:
SWaP-ը (չափս, քաշ, ուժ, արժեք) կարևոր է շարժական խաթարման համակարգերի նախագծման ընթացքում՝ համոզվելու համար, որ դրանք կոմպակտ են, արդյունավետ են և կարող են երկարատև գործարկվել դաշտային պայմաններում:
Ճիշտ ջերմային կառավարումը կանխում է գերտաքացումը և ապահովում է RF ուժի համարձակիչների կայուն աշխատանքը, հատկապես կոմպակտ շարժական խաթարման համակարգերում:
