分阶段雷达的电源解决方案

硝酸铵技术以及分阶段阵列雷达系统中的电源管理综合电路(PMIC)技术是这一演变的一部分。 一段时间前,硝酸铵进入市场时使用的方法不同,但主要优势是电量较高、带宽更广、比前几代技术高电压性能,适合雷达应用。

其操作差异之一是其偏差序列。 GAN是耗竭模式的“场效应晶体 ” ( FET ) — —运行期间需要负门电压。 这种负门电压,有时被称为“粉碎 ” , 必须在提高正排电压之前应用。 如果这一偏差序列没有正确完成,GAN装置可能会受损。 但技术进步使得使用 PMICs( PMICs) 的任务更容易完成。

在以下各段,我们探讨如何利用多孔径雷达系统使分阶段阵列雷达系统的设计更加容易,同时,实施这些多孔径雷达系统可以帮助设计者建立一个更优化、更健全、自我校准、性能更佳的雷达系统。

看看雷达系统的挑战

GAN的性能远远超过了工程师在使用其分阶段阵列雷达系统时所面临的任何设计挑战。 在创建雷达系统时,实现更高的效率、高功率系统能力、高设备故障电压特征、宽带宽,更不用说高热性能了。

下更深的潜水
 

Qorvo的分阶段阵列雷达功率 与Bias自动校准。
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因此,让我们审视一下使用GAN的一些障碍以及工程师在分阶段阵列雷达设计中面临的电力供应挑战...然后展示一下,引进强大和小型综合的PMIC 是如何让我们跳过这些障碍的。

看一看分阶段阵列雷达系统中的GANRF前端设计障碍:

控制负栅极夹断和GaN PA的导通电压。

控制GaN PA的RF前端漏极偏置电流。

精确检测、监控和最佳地设置漏极偏置电流或电流漏极静态（IDQ）。

对整个射频前端进行自校准，以获得统一的性能。

GaN栅极电压必须在监测其漏极电压时从-5伏扫至-2.5伏。

增加射频前端系统保护

每次系统通电时启用上述所有功能的程序——在老化或温度波动等条件下提供自动调谐。

从供电的角度来看,还存在其他障碍,包括:

需要大的、昂贵的功率块来解决发射模块处的重脉冲负载。

提供高电流的大规格布线和传输模块的电压。

大型体积庞大的铝电容器可产生高瓦数的功率砖性能。

高RDS（ON）FET，用作漏极开关，为GaN PA供电和关

提供栅极控制的大栅极偏置控制电路。

图1. 分阶段阵列雷达系统的设计障碍。

迄今为止,上述障碍对工程师来说一直难以驾驭,使得设计过程更冗长、更麻烦。 但是,通过使用多指标类集调查,设计过程可以缩短,使整个分阶段阵列雷达系统更高效、更小、更可靠。

在以下各段,我们将解释如何使用分阶段阵列雷达系统中的PMIC处理上述子弹。

图2分级阵列雷达系统级区块图。

用于分阶段阵列雷达的深潜潜入 PMIC

首先让我们看看整个分级阵列雷达系统是如何供电的。陆地、海上和空中雷达设备通常都来自柴油发电机或高压DC动力电池库产生的A型电源。这些AC-DC和高压DC-DC电源供应需要提供一套规范良好的低电压DC电压铁路,以便巴勒斯坦权力机构能够可靠地运行。科尔沃的SiC FETs如图3所示,Schottky二极管使设计师能够为分阶段阵列雷达系统建造强大、高效和紧凑的电源。

如图3所示,aQorvo 分级阵列雷达电力供应、、 和硅碳化物(硅) FET此外,PMIC设计(ACT43950和ACT43850)取消了大型散装电砖、铝电容器、大型FETs和门偏差控制器的需要。

增加PMIC(PP)第43750号法) 控制 GAN PA , 提供一个完全可靠的可配置系统, 既监测又控制分阶段阵列雷达 PA 。 注意 - 如果您的系统设计已经安装了电压铁路, 第43750号法 也可以独立使用。 在这种情况下, 添加了 第43750号法 和开关( GaN 或 Si ) 。 仅使用 第43750号法 的系统设计支持RF 系统中的 GAN 设备10至55伏特 DC 常数铁路 。 但是, 必须理解的是, 不添加该设备, 就必须增加 。ACT43950和ACT43850,如上所述,设计将需要更大的电力组件和电线。

图3. 分阶段阵列雷达PMIC和电力供应。

让我们详细探讨上图PMIC分辨率。

首先,让我们看看电力供应PMIC。ACT43950作为传输阶段瞬时冲击平均区块,取代DC铁路源的散装电线过滤器。ACT43850或ACT43850。RF 装载点这两座国际电站大大缩小了系统规模,消除了对大容量电容器和大型电表电线的需求,并消除了对大型门开关FET和门偏向电路的需求。

对于GaN控制器 PMIC部分,第43750号法管理和控制GAN PA门,低噪声用于RFPA测序和保护,还提供自动RF PA门电压校准,以控制门电压到IDQ偏差点。第43750号法有两个电源管理区块。第一个区块控制RFPA20V到55V的排气开关。另一个区块控制超低噪声倒转(逐步下调)DC-DC调控器,配有综合FETs和可编程电压参考。 (一些适合这一电压范围的GAN PA是-PA)。qpa2612, qpa2237, qpm0106 qpm0106和qpd1017 qpd1017- 其他已找到在这里此设备不仅控制 GAN 装置的功率侧,而且还为诸如老化或温度波动等条件提供自动调控自我校准。这种自校准在运行期间即时发生。对于功率较低的 PMIC 控制器,第 41000 个行为( 41000)我们将会在后续博客文章中更深入地探讨这个问题。

GAN PAS、PMICs和SIC FETs等捆绑式解决方案使工程师具有优化其分阶段阵列雷达系统性能和设计的灵活性。 在三阶段PMICs的帮助下,工程师可以配置GAN偏差点对每个PA的自动校准,而不必改变董事会设计以适应PA。 这有助于工程师加快设计速度,提供必要的灵活性,使他们以小脚印解决方案更快地进入市场。

下文图4是利用多指标类集调查、SIC FETs和Qorvo提供的GAN PA的PMIGAGAN解决方案,该解决方案为分阶段阵列雷达应用提供了小规模的优化效率和电耗系数。

图4:Qorvo的评价报告委员会解决方案用于分阶段阵列雷达。

最后一句

通过使用SIC FETs(SIC FETs)的这种新紧凑解决方案,PMIC(ACT43950, ACT43850, 第43750号法, 第43750号法)和GAN PAs(GAN PAs) — — 一个完全发达的解决方案可以通过最小的设计努力来实现。 使用科尔沃(Qorvo)的这一设计比使用多供应商方法的这种设计提供了更大的优势。 这一完全可编程的设计提供了自动校准,以补偿温度变化和老化,通过不断自我偏向和监测系统,以及自动优化GAN PAs上下电源。 所有这些都有助于工程师更快地投放出下一代捆绑式解决方案,以创建最先进的分阶段阵列雷达系统。

有关这个议题的更多信息和解决您最新设计挑战的解决方案,请访问Qorvo设计中心拥有丰富多彩的影片、博客文章、白皮书、工具等。

如欲了解更多有关这一阵列和其他科尔沃分阶段阵列雷达解决方案的信息,请访问科尔沃.com或联系技术支持。

审核编辑 黄宇