×
ജാമർ സിസ്റ്റങ്ങളുമായി ആർഎഫ് പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കാൻ, ഊർജ്ജം പാഴാക്കാതിരിക്കാനും അനാവശ്യ ഇടപെടലുകൾ ഉണ്ടാക്കാതിരിക്കാനും ശരിയായ ഓപ്പറേഷനൽ ആവൃത്തികളുമായി അവ യോജിച്ചിരിക്കണം. 2023-ലെ ചില ഫീൽഡ് പരീക്ഷണങ്ങൾ പ്രകാരം, കുറുക്കൻ ബാൻഡുകൾക്ക് പകരം 1.7 മുതൽ 4.2 ഗിഗാഹെർട്സ് വരെയുള്ള പരാമ്പരയെ ആംപ്ലിഫയറുകൾ കവർ ചെയ്തപ്പോൾ, സിഗ്നൽ നിലവാരത്തിന് ഒരു കേടും സംഭവിക്കാതെ തന്നെ പവർ ഉപയോഗം ഏകദേശം 18% വരെ കുറഞ്ഞു (2023-ലെ ഡെവിഞ്ചാമർ പഠനത്തിൽ പറഞ്ഞതനുസരിച്ച്). ഈ ആവൃത്തി പരാമ്പരകൾ തമ്മിൽ യോജിപ്പില്ലാതിരുന്നാൽ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. ഭീഷണികൾ ഉണ്ടാകാൻ സാധ്യതയുള്ള പ്രധാന മേഖലകൾ പൂർണ്ണമായും സംരക്ഷിതമല്ലാതിരിക്കും, അല്ലെങ്കിൽ മോശമായ സന്ദർഭത്തിൽ, സിഗ്നലുകൾ അയൽ ചാനലുകളിലേക്ക് കച്ചറുകയും യഥാർത്ഥ ഇലക്ട്രോണിക് വാർഫെയർ പ്രവർത്തനങ്ങൾക്കിടയിൽ ഗുരുതരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യും.
ആധുനിക ജാമറുകൾ GPS (1.2/1.5 GHz), സെല്ലുലർ (700 MHz–4 GHz), വൈ-ഫൈ (2.4/5 GHz) എന്നിവയിൽ ഒരേ സമയം സിഗ്നലുകൾ തടസ്സപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്, അതിന് 500 MHz ന് മുകളിൽ ബാൻഡ്വിഡ്ത്ത് ആവശ്യമാണ്. GaN സെമികൺഡക്ടർ സാങ്കേതികതയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വൈഡ്ബാൻഡ് RF പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ ഓക്റ്റേവ് വ്യാപ്തിയിൽ >50 dB ലാഭം നൽകുന്നു, ഒറ്റ ആംപ്ലിഫയർ ഉപയോഗിച്ച് പ്രകടനം കുറയ്ക്കാതെ ഒന്നിലധികം കുറുക്കൻ ബാൻഡ് യൂണിറ്റുകൾക്ക് പകരം വയ്ക്കാൻ ഇത് സഹായിക്കുന്നു.
800 മെഗാഹെർട്സ് മുതൽ 4 ഗിഗാഹെർട്സ് വരെയുള്ള ആവൃത്തികളിൽ 30 ഡിബിഎം ഔട്ട്പുട്ട് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ട്യൂണബിൾ ആംപ്ലിഫയറുകൾ ഇപ്പോൾ ജിപിഎസ് നാവിഗേഷൻ ഡ്രോണുകളെയും 5ജി സജ്ജീകരിച്ച ഐഇഡികളെയും പോലുള്ള ഭീഷണികൾക്കെതിരെ സൈനികർ ഫലപ്രദമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ സംവിധാനങ്ങളുടെ പ്രകടനം പരിശോധിക്കുമ്പോൾ, എൽടിഇ സിഗ്നലുകൾ ഉൾപ്പെടുന്ന 2.3 ഗിഗാഹെർട്സ്, 5ജി n78 പ്രവർത്തിക്കുന്ന 3.5 ഗിഗാഹെർട്സ് തുടങ്ങിയ സ്പെക്ട്രത്തിലെ പ്രധാന പോയിന്റുകളിൽ VSWR 2.5:1-ന് താഴെ നിലനിർത്തുന്നു. ഇതിന്റെ അർത്ഥം വ്യക്തമാണ് - പ്രകടന നിലവാരത്തിന് ഒരു ഇടിവുമില്ലാതെ വ്യത്യസ്ത തരം ഭീഷണികൾക്കെതിരെ വൈഡ്ബാൻഡ് ആംപ്ലിഫയറുകൾ മികച്ച സംരക്ഷണം നൽകുന്നു.
സിഗ്നലുകൾ വിജയകരമായി തടസ്സപ്പെടുത്താൻ, ലക്ഷ്യമാക്കിയ ഉപകരണത്തിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ പുറത്തുവിടേണ്ടതുണ്ട്. വാണിജ്യ ഡ്രോണുകളെ ഉദാഹരണമാക്കാം, ജിപിഎസ് സിഗ്നലുകളെ ബാധിക്കാൻ ഏകദേശം 50 വാട്ട് തുടർച്ചയായ തരംഗ പവർ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയാതിട്ട് പല ഹോബിസ്റ്റ് ജാമറുകൾക്കും ഈ കാര്യത്തിൽ പ്രയാസമാണ്. സൈനിക ഉപയോഗങ്ങൾ ഇനിയും കഠിനമാണ്, ചിലപ്പോൾ ദൂരദൃഷ്ടിയുള്ള ആശയവിനിമയ ലിങ്കുകൾ അടച്ചുപൂട്ടാൻ 300 വാട്ടിന് മുകളിൽ ആവശ്യമായി വരും. ഉയർന്ന ഔട്ട്പുട്ടുകൾ ഉയർത്തുമ്പോൾ പ്രശ്നം കൂടുതൽ മോശമാകുന്നു, കാരണം ചൂട് വേഗത്തിൽ ശേഖരിക്കപ്പെടുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് ഈ ദിവസങ്ങളിൽ ധാരാളം പ്രൊഫഷണലുകൾ ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ആംപ്ലിഫയറുകളിലേക്ക് തിരിയുന്നത്. അവ ചൂട് നന്നായി കൈകാര്യം ചെയ്യുകയും സിഗ്നലുകൾ അമിതമായി വികൃതമാക്കാതെ സ്ഥിരത നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് സുസ്ഥിരത പ്രധാനമായി കണക്കാക്കുന്ന സമയത്തെ തീവ്രമായ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ വളരെ പ്രധാനമാണ്.
ആംപ്ലിഫയർമാർ നോൺലീനിയർ മോഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, അവ ഉപദ്രവകരമായ ഹാർമോണിക് വികൃതികളും ഇന്റർമോഡുലേഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളും സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് ജാമിംഗ് എത്രത്തോളം കൃത്യമാണെന്നതിനെ ബാധിക്കുന്നു. എന്നാൽ 1 ഡിബി കംപ്രഷൻ പോയിന്റിന് താഴെ ഈ ആംപ്ലിഫയർമാർ പ്രവർത്തിപ്പിച്ചാൽ, 2024-ൽ IEEE-യുടെ ചില ഗവേഷണങ്ങൾ പറയുന്നത് പ്രകാരം സ്പെക്ട്രൽ റീഗ്രോത്ത് ഏകദേശം 65 ശതമാനം കുറയുന്നു എന്നാണ്. 4G-യും 5G നെറ്റ്വർക്കുകളും തമ്മിലുള്ളതുപോലെ ആവൃത്തി ബാൻഡുകൾ ഓവർലാപ്പ് ചെയ്യുന്നതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് ഇത് വളരെയധികം പ്രസക്തമാണ്. ഇങ്ങനെ തുടർന്നാൽ ജാമിംഗ് പവർ സാധാരണയായി കടന്നുവരാൻ ശ്രമിക്കുന്ന നിയമാനുസൃത സിഗ്നലുകളെ ആകസ്മികമായി മറയ്ക്കുന്നതിന് പകരം, നിർത്തേണ്ടതായ എന്തിനെയെങ്കിലും ലക്ഷ്യമാക്കി തുടരും.
ഉഷ്ണതാപം കെട്ടിനിൽക്കുന്നതിന് കാരണം പലപ്പോഴും ക്ഷമത കുറയ്ക്കുന്നു 30–40%അഡാപ്റ്റീവ് ബയസിംഗും ഡോഹെർട്ടി കോൺഫിഗറേഷനുകളും ഉപയോഗിച്ച് മുന്നേറ്റ ഡിസൈനുകൾ ഇത് ലഘൂകരിക്കുന്നു, 80% ഡ്രെയിൻ ക്ഷമത 150W ഔട്ട്പുട്ടിൽ. ചലനാത്മക പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് കൂളിംഗ് ശേഷി പരിമിതമായ സ്ഥലങ്ങളിൽ, പ്രവർത്തന ദൈർഘ്യം ഈ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
മൾട്ടിപ്പിൾ സിഗ്നലുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ ഒരു അമ്പ്ലിഫയർ ഇന്റർമോഡുലേഷൻ ഡിസ്റ്റോർഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവാണ് മൂന്നാം ഓർഡർ ഇന്റർസെപ്റ്റ് പോയിന്റ് (IP3). സ്പെക്ട്രൽ പരിസരം തിരക്കേറിയ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, 40 dBm നേക്കാൾ കൂടുതൽ IP3 മൂല്യമുള്ള അമ്പ്ലിഫയർ ക്രോസ്-ഫ്രീക്വൻസി ഇന്റർഫറൻസ് കുറയ്ക്കുന്നു. 45 dBm IP3 നേക്കാൾ കൂടുതൽ മൂല്യമുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ സ്പെക്ട്രൽ റീഗ്രോത്ത് 30–50% വരെ കുറയ്ക്കുന്നതായി വ്യവസായ വിശകലനങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു, ബഹു-അപായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ലക്ഷ്യ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
ഒരു ആമ്പ്ലിഫയറിന്റെ ലാഭം അത് രേഖീയമായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഉള്ളതിനെ അപേക്ഷിച്ച് 1 ഡിബി കുറയുന്ന അവസ്ഥയാണ് 1 ഡിബി സമ്മർദ്ദ പോയിന്റ്, P1dB എന്നറിയപ്പെടുന്നത്. സിസ്റ്റങ്ങൾ ഈ പരിധിക്ക് വളരെ അടുത്തായി പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ, ജാമിംഗ് കൃത്യതയെ ഗണ്യമായി ബാധിക്കുന്ന വികൃതികൾ ഉണ്ടാക്കാൻ തുടങ്ങുന്നു. പരമാവധി പരിധിക്ക് അടുത്തുവരെ സാധനങ്ങൾ തള്ളാൻ പല എഞ്ചിനീയർമാർക്കും മനസ്സിലായിട്ടുണ്ട്. പൾസ് സിഗ്നലുകൾക്ക്, P1dB-യിൽ നിന്ന് ഏകദേശം 6 മുതൽ 10 ഡിബി വരെ താഴെ നിൽക്കാൻ നല്ല പരിപാടി നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. എന്നാൽ OFDM പോലെയുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ മോഡുലേറ്റഡ് സിഗ്നലുകൾക്ക്, സുരക്ഷാ മാർജിൻ കൂടുതൽ ആയിരിക്കണം, P1dB-യിൽ നിന്ന് 10 മുതൽ 15 ഡിബി വരെ താഴെ. യഥാർത്ഥ ലോക സിസ്റ്റങ്ങൾ ദിവസേന നേരിടുന്ന വിവിധ ലോഡ് സാഹചര്യങ്ങൾ നേരിടുമ്പോഴും സിഗ്നൽ നിലവാരം നിലനിർത്താൻ ഈ അധിക ഹെഡ്റൂം സഹായിക്കുന്നു.
ഓപ്പറേഷനൽ പവറും പരമാവധി ഔട്ട്പുട്ടും തമ്മിലുള്ള മാർജിൻ ആയ ഹെഡ്റൂം, സിഗ്നൽ ചാലനങ്ങളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷണം നൽകുന്നു. മൊബൈൽ ജാമിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, 3–5 dB ഹെഡ്റൂം നിലനിർത്തുന്നത് പെട്ടെന്നുള്ള മാറ്റങ്ങൾക്കിടയിൽ ക്ലിപ്പിംഗ് തടയുകയും കാര്യക്ഷമത പരമാവധിയാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. GaN ആംപ്ലിഫയറുകൾക്ക് സാധാരണ LDMOS ഡിസൈനുകളേക്കാൾ 20% വലിയ ഹെഡ്റൂം ഉണ്ടായിരിക്കുന്നു, അനിശ്ചിത പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ പ്രതിരോധശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
ആംപ്ലിഫയറുകളെ സാച്ചുറേഷനിലേക്ക് തള്ളുന്നത് നിയന്ത്രണമില്ലാത്ത ഹാർമോണിക്സ് ഉണ്ടാക്കുകയും അയൽ ബാൻഡുകളിൽ ഇടപെടലിന് സാധ്യത ഉണ്ടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സാച്ചുറേഷനിൽ നിന്ന് 2–4 dB താഴെ തുടരുന്നത് സ്ഥിരമായ ലാഭ പ്രൊഫൈലുകൾ സംരക്ഷിക്കുന്നു, നീണ്ട ദൗത്യങ്ങൾക്ക് അത്യാവശ്യമാണ്. ഫീൽഡ് ഡാറ്റ ഈ മാർജിൻ പാലിക്കുന്നത് തുടർച്ചയായ കൗണ്ടർ-ഡ്രോൺ പ്രവർത്തനങ്ങളിൽ താപ ഷട്ട്ഡൗൺ സംഭവങ്ങൾ 65% കുറയ്ക്കുന്നതായി കാണിക്കുന്നു.
സാച്ചുറേഷന് അടുത്തുള്ള പ്രവര്ത്തിക്കുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകള് ഹാര്മോണിക്സ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അടിസ്ഥാന ആവൃത്തിയുടെ പൂര്ണ്ണസംഖ്യാ ഗുണിതങ്ങള് ആകാശ സംവിധാനങ്ങളെ തടസ്സപ്പെടുത്താന് കഴിയും. ഇവയെ അമര്ത്താന് എഞ്ചിനീയര്മാര് ഇംപെഡന്സ് മാച്ചിംഗ് നെറ്റ്വര്ക്കുകള് ഉപയോഗിക്കുന്നു കൂടാതെ 6–10 ഡിബി കീഴില് പ്രവര്ത്തിപ്പിക്കുന്നു. അതിവേഗം ലീനിയറൈസേഷന് സാങ്കേതികവിദ്യകള് ബാന്റിന് പുറത്തുള്ള ഉദ്വമാനങ്ങളെ 15–20 ഡിബി കുറയ്ക്കുന്നു, മുതിര്ന്ന ജാമിംഗ് പ്ലാറ്റ്ഫോമുകളില് ശുദ്ധമായ സ്പെക്ട്രല് ഔട്ട്പുട്ട് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
നോയിസ് ഫിഗറില് 2 ഡിബി വര്ദ്ധന ജാമറിന്റെ സെന്സിറ്റിവിറ്റി 35% കുറയ്ക്കുന്നു, ബലഹീനമായ ഭീഷണി സിഗ്നലുകള് അമര്ത്തലിന് പുറത്താകാന് ഇടയാക്കുന്നു. കൌണ്ടര്-ഡ്രോണ് ആപ്ലിക്കേഷനുകള്ക്കായി താഴ്ന്ന പവര് ലോറ സിഗ്നലുകളെ ലക്ഷ്യമിടുമ്പോള്, ആംപ്ലിഫയറുകള് 1.5 ഡിബി കീഴില് നോയിസ് ഫിഗര് നിലനിര്ത്തണം. തെര്മല് സ്റ്റെബിലൈസേഷന് -40°C മുതല് +55°C വരെ പരിധിയില് ±0.2 ഡിബി നോയിസ് ഫിഗര് കൃത്യത ഉറപ്പാക്കുന്നു, അതിശക്തമായ പരിസ്ഥിതിയിലും പ്രകടനം നിലനിര്ത്തുന്നു.
മൂന്ന് തലങ്ങളിലുള്ള സമീപനം സിഗ്നല് ശുദ്ധി ഉറപ്പാക്കുന്നു:
ഹാർമോണിക് കറന്റുകൾ പവർ സപ്ലൈകളിൽ തെറ്റായ മോഡുലേഷൻ ഉണ്ടാക്കാതിരിക്കാൻ ഗ്രൗണ്ട് പ്ലെയിൻ സെഗ്മെന്റേഷൻ തടയുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഇടം പരിമിതമായ വാഹന ജാമർ സ്ഥാപനങ്ങളിൽ അത്യാവശ്യം.
മൊബൈൽ ജാമിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കണമെങ്കിൽ, അവയ്ക്ക് ഒരുപക്ഷേ ശക്തവും ചെറുതുമായ ആർഎഫ് ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ ആവശ്യമുണ്ട്, എന്നാൽ ഇപ്പോഴും കാര്യക്ഷമമായിരിക്കണം. ഈ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഡിസൈൻ ചെയ്യുമ്പോൾ പല എഞ്ചിനീയർമാരും സ്വാപ്പി-സി എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഒന്നിനെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നു. അതിനർത്ഥം വലിപ്പം, ഭാരം, പവർ, ചെലവ് എന്നിവയാണ്. അടിസ്ഥാനപരമായി, ഓരോ ചെറിയ കാര്യങ്ങളും പ്രധാനമാണ്, കാരണം ചെറിയ മാത്രം കൂടുതൽ ഇടം അല്ലെങ്കിൽ പവർ ഉപയോഗം ചേർക്കുന്നത് സിസ്റ്റം യഥാർത്ഥ ലോക സാഹചര്യങ്ങളിൽ എവിടെയാണോ ഏർപ്പെടുത്തുന്നത് അവിടെ വ്യത്യാസമുണ്ടാക്കും. 2023-ൽ പ്രതിരോധ ഗവേഷകരുടെ ഒരു പുതിയ റിപ്പോർട്ട് പ്രകാരം, ജാമർ പരാജയങ്ങളുടെ ഏതാണ്ട് രണ്ട് മൂന്നിലൊന്ന് ഉപകരണങ്ങൾ അമിതമായി ചൂടാകുകയോ അവയുടെ സ്വാപ്പ് സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ അനുവദിക്കുന്നതിനേക്കാൾ വേഗത്തിൽ പവർ തീരുകയോ ചെയ്യുന്നതിനാലാണ്. ഈ ചെറിയ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ശരിയായ താപ മാനേജ്മെന്റ് എത്ര അത്യാവശ്യമാണെന്ന് ഇത് കാണിക്കുന്നു.
ഫലപ്രദമായ ഏകീകരണത്തിന് ആർഎഫ് ആംപ്ലിഫയറുകളും മൂന്ന് പ്രധാന ഉപസിസ്റ്റങ്ങളും തമ്മിൽ പൊരുത്തപ്പെടേണ്ടതുണ്ട്:
എംബെഡഡ് താപ സെൻസറുകളും സജീവ നിരീക്ഷണവും ഉയർന്ന ഉപയോഗ സൈക്കിളുകളിൽ പരാജയ നിരക്ക് 38% കുറയ്ക്കുന്നു. പ്രധാന തന്ത്രങ്ങളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നത്:
കഠിനമായ പ്രവർത്തന സാഹചര്യങ്ങളിൽ 5,000-ലധികം മണിക്കൂറുകൾ കുറഞ്ഞത് 90% ജാമിംഗ് ഫലപ്രാപ്തി ആർഎഫ് പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ നിലനിർത്തുന്നത് ഈ പരിപാടികൾ ഉറപ്പാക്കുന്നു.
ലക്ഷ്യമിട്ട സിഗ്നലുകളെ ഫലപ്രദമായി തടസ്സപ്പെടുത്തുന്നതിനായി പവർ പാഴാക്കാതെയും ലക്ഷ്യമിടാത്ത മേഖലകളിൽ ഇടപെടാതെയും പ്രവർത്തന ഫ്രീക്വൻസികളും ബാൻഡ്വിഡ്തും ആർഎഫ് പവർ ആംപ്ലിഫയറുകൾ ചേരേണ്ടതുണ്ട്.
ജിപിഎസ് ഗൈഡ് ചെയ്ത ഡ്രോണുകൾ, 5ജി ഉപയോഗിച്ചുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയ വിവിധ ഭീഷണികളെ പ്രകടനം കുറയ്ക്കാതെ ഫലപ്രദമായി തടസ്സപ്പെടുത്താൻ വിശാലമായ ഫ്രീക്വൻസി കവറേജ് സജ്ജമാക്കാവുന്ന ആംപ്ലിഫയറുകൾ നൽകുന്നു.
എസ്ഡബ്ല്യുഎപി (വലിപ്പം, ഭാരം, പവർ, ചെലവ്) മൊബൈൽ ജാമിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുമ്പോൾ അത്യാവശ്യമാണ്, കൂടാതെ അവ സമുച്ചയ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ചെറുതും, കാര്യക്ഷമവും, നീണ്ടുനിൽക്കുന്ന പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക് പ്രാപ്തവുമാക്കുന്നു.
ശരിയായ താപ മാനേജ്മെന്റ് ഓവർഹീറ്റിംഗ് തടയുകയും റഫ് പവർ ആംപ്ലിഫയറുകളുടെ സ്ഥിരമായ പ്രകടനം ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ചെറിയ മൊബൈൽ ജാമിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ.
