×
Модулі підсилювачів радіочастотної потужності об'єднують кілька компонентів, таких як підсилювальні каскади, мережі узгодження імпедансу та схеми живлення, всередині одного корпусу. Для конструкторів це означає значно меншу площу друкованої плати порівняно з використанням окремих компонентів — іноді скорочення необхідного простору досягає приблизно 60%. Крім того, більше немає потреби вирішувати складні проблеми маршрутизації ВЧ-сигналів. Коли такі оптимізації виконуються безпосередньо всередині модуля, робота інженерів над проектуванням друкованих плат спрощується. Компоновка стає простішою, прототипи можна збирати швидше, а експлуатаційні характеристики залишаються досить стабільними від однієї серії виробництва до іншої. Стандартизовані конструктивні розміри тут теж мають сенс, особливо під час виготовлення великих обсягів бездротових пристроїв, де найважливішою є узгодженість.
При використанні модульних конструкцій мережі узгодження вбудовуються безпосередньо в саму систему, що означає, що більше не потрібно ті 10–15 прецизійних конденсаторів і котушок індуктивності, які раніше були необхідні для кожного етапу. Результат? Різке скорочення загальної кількості компонентів — приблизно на дві третини або більше. Крім того, відпадає необхідність у трудомісткій ручній настройці, а виробники повідомляють про приблизно удвічі меншу кількість проблем під час процесів збирання методом поверхневого монтажу. Оскільки немає необхідності враховувати накопичення допусків чи турбуватися про те, де компоненти розташовані на платі, точність узгодження опорів значно підвищується. І це покращення проявляється не лише на папері: воно справді робить передавачі надійнішими в експлуатації, а також збільшує кількість працездатних одиниць, що виходять із виробничих ліній.
У сучасному бездротовому середовищі, де найважливішим є продуктивність, модулі підсилювачів радіочастотної потужності стають революційним кроком вперед щодо ефективності та управління тепловим навантаженням. Найновіші технології GaN і GaAs здатні досягати більше 45% ККД навіть на складних частотах мм-діапазону від 24 до 71 ГГц. Такий прогрес має вирішальне значення для розгортання мереж 5G/6G і супутникових систем, оскільки економія енергії означає нижчі витрати та кращі можливості масштабування. Системи теплового управління також значно просунулися вперед. Використання мідних розподільників тепла, інтелектуальних теплових виводів і спеціальних підкладок із додаванням діаманту дозволяє знизити тепловий опір принаймні на 40% порівняно з традиційними платами FR4. Що це означає? Модулі можуть видавати понад 8 Вт на міліметр у Ka-діапазоні, не перегріваючись. Вони залишаються достатньо прохолодними, щоб надійно працювати навіть за температур понад 85 градусів Цельсія. Більшість інших підсилювачів втрачають близько 30% потужності в подібних умовах, згідно з дослідженням IEEE Microwave минулого року. Ці покращення дозволяють створювати кращі малопотужні базові станції та експлуатувати обладнання на літаках і дронах, не турбуючись про перегрівання.
Модулі підсилювача потужності РЧ, перевірені на заводі, допомагають інженерам заощадити безліч годин, які інакше були б витрачені на узгодження імпедансу, і скорочують час тестування приблизно на 40%. Ці модулі автоматично виконують весь процес калібрування, що означає, що немає необхідності вручну налаштовувати компоненти під час зміни температури під час тестування. Це значно зменшує витрати на одноразові інженерні роботи та прискорює вихід продуктів на ринок у порівнянні з традиційними методами. Більшість виробників повідомляють про рівень виходу продукції понад 5%, що набагато краще, ніж при використанні окремих компонентів. Особливо вражає те, як ці готові до виробництва модулі зберігають стабільні показники продуктивності, такі як коефіцієнт підсилення, вихідна потужність і відбиття сигналу, протягом усієї виробничої партії.
Сучасні конструкції модулів мають кілька рівнів апаратного захисту, які вбудовані безпосередньо в них. Вони оснащені моніторингом напруги в реальному часі, що запобігає пошкодженню під час раптових стрибків напруги. Датчики температури всередині активують інтелектуальні механізми обмеження продуктивності задовго до того, як стане надто гаряче і виникнуть проблеми. Крім того, вони мають захист від електростатичних розрядів, який відповідає стандарту IEC 61000-4-2 рівня 4 для контактних розрядів 8 кВ, яких ми всі боїмося. Промислові випробування показали, що ці захисні функції зменшують кількість відмов у роботі приблизно на 62%. Ще важливішим є те, що вони зберігають якість сигналу навіть за важких умов або електричних перешкод. Це робить їх незамінними для забезпечення безперебійної роботи в місцях, де простою не може бути і мова, таких як об’єкти 5G-інфраструктури, військові радарні системи та авіаційне зв’язкове обладнання в різних галузях.
Модулі підсилювачів потужності РЧ є інтегрованими платформами, які об'єднують різні компоненти, необхідні для підсилення РЧ, такі як каскади підсилення, мережі узгодження імпедансу та схеми зміщення.
Ці модулі скорочують площу друкованої плати до 60% порівняно з використанням окремих компонентів, спрощуючи компонування та зменшуючи складність трасування РЧ-сигналів.
Вилучення дискретних мереж узгодження значно зменшує кількість необхідних компонентів, знижує вартість переліку матеріалів (BOM), час збирання та підвищує надійність передавачів.
Ці модулі використовують передові технології GaN і GaAs для досягнення високої ефективності доданої потужності (PAE) на частотах mmWave, підвищуючи продуктивність і зменшуючи споживання енергії.
Сучасні модулі пропонують інтегровані функції захисту, такі як захист від перевищення напруги, перегріву та електростатичного розряду, щоб запобігти пошкодженню та забезпечити стабільну роботу в складних умовах.
