×
RF galios stiprintuvų moduliai sujungia keletą komponentų, tokių kaip stiprinimo pakopos, impedanso derinimo tinklai ir srovės šaltiniai, viskas viename korpuso. Ką tai reiškia konstruktoriams – daug mažesnė spausdintinės grandinės plokštės užimama vieta, palyginti su atskirais komponentais, kartais erdvės poreikis sumažėja apie 60 %. Be to, nebėra būtinybės spręsti sudėtingas RF maršrutizavimo problemas. Kai tokie patobulinimai atliekami pačiame module, inžinieriams, dirbantiems prie grandinių plokščių, darbas tampa paprastesnis. Išdėstymai tampa paprastesni, prototipai gali būti greičiau pagaminti, o našumas lieka pastovus tarp skirtingų gamybos partijų. Standartizuoti korpusų matmenys čia taip pat yra prasmė, ypač gamybos mastu bevielius įrenginius, kur pastovumas yra svarbiausias.
Naudojant modulinius konstrukcijos sprendimus, derinimo tinklai tiesiogiai integruojami į pačią sistemą, todėl nebegauna būti reikalingi tie 10–15 tikslūs kondensatoriai ir induktyvumo ritės, kurie anksčiau buvo reikalingi kiekvienam etapui. Koks rezultatas? Detalių bendrai sumažėja labai žymiai – pavyzdžiui, jų skaičius sutrinka daugiau nei du trečdaliais. Be to, išnyksta visas laiko praradimas dėl sudėtingo rankinio derinimo, o gamintojai praneša apie maždaug dvigubai mažiau problemų paviršiaus montavimo technologijos surinkimo procesuose. Nebereikia kovoti su tolerancijų kaupimosi problemomis ar nerimauti dėl to, kur būtent plokštėje atsidurs komponentai, todėl impedanso derinimo tikslumas žymiai padidėja. Šis pagerinimas pasireiškia ne tik teorijoje – jis praktiškai padaro siųstuvus patikimesnius eksploatacijoje ir tuo pat metu padidina gabenamų darbo būsenoje vienetų skaičių gamybos linijose.
Šiandienos belaidžiame pasaulyje, kai svarbiausias našumas, radio dažnio galios stiprintuvų moduliai yra lemiamas žingsnis efektyvumui ir šilumos apkrovos valdymui. Naujausia GaN ir GaAs technologija gali pasiekti daugiau nei 45 % PAE (galios sąnaudų efektyvumą) net tarp 24–71 GHz esančiose sudėtingose mmWave dažnių juostose. Toks patobulinimas labai svarbus diegiant 5G/6G tinklus ir dirbant su palydovais, nes mažesnės energijos sąnaudos reiškia žemesnes išlaidas ir geresnes mastelio plėtros galimybes. Šilumos valdymas taip pat žengė didelį žingsnį į priekį. Naudojant vario šilumos sklaidytuvus, protingus šilumos perėjimus ir pažangias deimantu prisotintas pagrindo medžiagas, šiluminis atsparumas sumažėja bent 40 % lyginant su senomis FR4 plokštėmis. Ką tai reiškia? Moduliai gali generuoti daugiau nei 8 vatų viename milimetre Ka dažnių ruože, nesusilydant. Jie išlaiko pakankamai žemą temperatūrą, kad patikimai veiktų net tada, kai aplinkos temperatūra viršija 85 laipsnius Celsijaus. Dauguma kitų stiprintuvų panašiomis sąlygomis praranda apie 30 % galios, kaip nurodyta praėjusiais metais paskelbtame IEEE Microwave tyrime. Šie patobulinimai leidžia kurti geresnius mažųjų ląstelių radijo ryšio sprendimus ir naudoti įrangą lėktuvuose bei bepiločiuose skrydžio aparatuose, nesibaiminant perkaitimo problemų.
Gamykloje patvirtinti RF galios stiprintuvo moduliai sutaupo inžinieriams nesuskaičiuojamą valandų kiekį, kuris būtų skirtas impedanso derinimui, ir gali sutrumpinti testavimo laiką maždaug 40 %. Šie moduliai visą kalibravimo procesą atlieka automatiškai, todėl nebėra reikalo rankiniu būdu reguliuoti komponentų, kai testavimo metu keičiasi temperatūros. Tai sumažina brangias vienkartinio projektavimo išlaidas ir leidžia produkto rinkodarą žymiai greičiau nei tradiciniais metodais. Dauguma gamintojų praneša apie pajamumo rodmenis žemiau 5 %, kas yra daug geriau nei naudojant atskirus komponentus. Tikrai įspūdingiausia yra tai, kaip šie gamybai paruošti moduliai išlaiko stabilias veikimo charakteristikas, tokias kaip stiprinimo lygis, išvesties galia ir signalo atspindys, per visą gamybos ciklą.
Naujausios modulių konstrukcijos pasižymi keliais apsaugos lygiais, kurie yra integruoti tiesiai į patį modulį. Jie turi realaus laiko įtampos stebėjimą, kuris neleidžia pažeidimams atsirasti dėl netikėtų energijos šuolių. Viduje esantys temperatūros jutikliai įjungia protingus našumo ribojimo mechanizmus gerokai anksčiau, nei temperatūra pakyla iki problemų sukeliančio lygio. Be to, jie aprūpinti elektrostatine iškrova (ESD), atitinkančia IEC 61000-4-2 4 lygio standartus, saugodami nuo 8 kV lietimosi iškrovų, dėl kurių visi nerimaujame. Pramonės tyrimai parodė, kad šios apsaugos funkcijos sumažina gedimus eksplotacijos metu maždaug 62 %. Dar svarbiau tai, kad jie išlaiko signalo kokybę net ir sunkiomis sąlygomis ar susidūrus su elektros trikdžiais. Dėl to jie tampa būtini užtikrinant sklandų veikimą ten, kur prastovos nepriimtinos – pvz., 5G infrastruktūros vietose, kariniuose radaruose bei aviacijos ryšių įrangose įvairiose pramonės šakose.
RF galios stiprintuvų moduliai yra integruotos platformos, kurios sujungia įvairius komponentus, reikalingus RF stiprinimui, tokiais kaip stiprinimo etapai, impedanso derinimo tinklai ir srovės šaltiniai.
Šie moduliai sumažina PCB vietos užimamumą iki 60 % lyginant su atskirais komponentais, supaprastina išdėstymą ir mažina RF maršrutizavimo sudėtingumą.
Diskrečiųjų derinimo tinklų pašalinimas ženkliai sumažina reikalingų komponentų skaičių, mažina BOM kainą, surinkimo laiką ir padidina siųstuvų patikimumą.
Šie moduliai naudoja pažangią GaN ir GaAs technologiją, kad pasiektų aukštą pridėtinės galios efektyvumą (PAE) mmWave dažniuose, pagerindami našumą ir kartu mažindami energijos suvartojimą.
Šiuolaikiniai moduliai siūlo integruotas apsaugos funkcijas, tokias kaip per didelio įtampos, per aukštos temperatūros ir elektrostatinio išlydžio (ESD) apsauga, kad būtų užkirstas kelias pažeidimams ir užtikrintas patikimas veikimas sudėtingomis sąlygomis.
