주파수 변조 신호를 위한 RF 전력 증폭기

광대역 RF 전력 증폭기는 주파수 변조를 사용하는 통신, 위성, 레이더 시스템에서 중요한 구성 요소입니다. RF 증폭기의 유용성을 특징짓는 중요한 지표 중 하나는 그것의 대역폭과 출력 전력입니다. 이러한 구성 요소의 대역폭과 출력 전력은 그것들이 첩파 레이더, 셀룰러 또는 위성 애플리케이션에서 사용될 수 있는지 여부를 결정할 것입니다. 정밀 과학 측정과 같이 훨씬 낮은 대역폭을 요구하는 다른 RF 애플리케이션과 비교하여, 이러한 신흥 애플리케이션 영역의 시스템은 그 어느 때보다 RF 전력 증폭기를 더 많이 사용할 것입니다.

RF 전력 증폭기 애플리케이션

MarketWatch에서의 연구에 따르면, 2023년까지 RF 전력 증폭기의 전체 시장은 270억 달러를 넘어설 것으로 예상됩니다. RF 전력 증폭기는 자동차 및 드론을 위한 레이더 시스템부터 다양한 주파수 대역에서 방출해야 하는 모바일 기기에 이르기까지 다양한 애플리케이션에서 사용될 것으로 예상됩니다.

특정 애플리케이션을 위해 특정 주파수 대역에서 작동하도록 설계된 통합 RF 송수신 모듈을 구매할 수도 있지만, 새로운 RF 애플리케이션을 위해 혁신하고자 하는 설계자들은 별도의 구성 요소를 구매하고 자체 시스템을 개발해야 할 것입니다. RF 전력 증폭기는 다양한 애플리케이션을 위한 이러한 시스템을 구축하기 위해 필요한 많은 다른 구성 요소 중 하나일 뿐입니다.

첩파 FMCW 레이더 시스템과 5G의 영역에서, 설계자들은 넓은 선형 범위를 가진 광대역 RF 전력 증폭기가 필요합니다. 더 넓은 대역폭은 더 높은 목표 위치 및 속도 감지 해상도를 제공합니다. 셀룰러 애플리케이션에서는 레이더 시스템에 비해 다양한 통신 대역의 대역폭이 상당히 좁으며, 다양한 대역에서 통신하기 위해 광대역 RF 전력 증폭기가 사용되어야 할 것입니다.

RF 전력 증폭기 선택하기

비용과 발자국과 같은 표준적인 측면 외에도, 설계자들은 RF 전력 증폭기를 선택할 때 다음과 같은 몇 가지 측면을 고려해야 합니다:

• 3차 교차점 (OIP3). 이는 RF 증폭기에서 입력 전력의 사용 가능 범위를 결정하며, 상호변조 생성물이 존재할 때 출력 전력이 선형일 범위를 나타냅니다. 높은 값은 원하는 주파수와 동일한 강도로 3차 생성물이 출력되기 전에 더 많은 입력 전력 값 범위를 사용할 수 있음을 나타냅니다.
• 대역폭. RF 증폭기의 대역폭은 사용 가능한 주파수 범위를 정의합니다. 첩파 레이더 및 셀룰러 애플리케이션의 경우, 더 넓은 대역폭이 더 좋은 옵션입니다. 일반 전력 증폭의 경우, 전력 증폭기는 DC부터 고주파수(RF, 마이크로파 및 밀리미터파)까지 작동해야 합니다.
• 출력 전력. 이는 귀하의 애플리케이션에 대한 유용한 범위를 결정합니다.
• 온도 안정성. RF 증폭기는 작동 중에 고온에 도달할 수 있으며, 고온에서 출력은 몇 dB 이상 변동되어서는 안 됩니다.
• 반도체 공정. GaAs 장치는 낮은 GHz 주파수(즉, 10-30 GHz)에서 가장 좋으며, GaN은 더 높은 주파수에서 최선의 선택입니다.
• 이득 스펙트럼. RF 전력 증폭기는 대역폭 전체에서 합리적으로 평탄한 이득을 가져야 합니다.

Analog Devices, HMC8142 및 HMC7543

HMC8142 RF 전력 증폭기는 81에서 86 GHz까지의 방사체를 구동하기에 이상적이며, 이는 5G 및 UAV 레이더 애플리케이션에 더 가깝습니다. 반면에 HMC7543은 자동차 레이더에 더 적합합니다. HMC7543은 훨씬 낮은 비용으로 핀 베어 다이 트레이로도 제공됩니다. 약 26 dBm의 명목 출력 전력(1 dB 압축 지점)과 OIP3에서 약 29 dBm으로, 이 넓은 대역 증폭기는 합리적으로 긴 범위와 넓은 첩파 대역폭을 가진 첩파 레이더 방사체를 구동하는 데 사용될 수 있습니다. HMC8142의 이득 응답은 대역폭 전체에서도 합리적으로 평탄하며, HMC7453도 유사한 응답을 가집니다.

데이터시트에서 본 HMC8142 넓은 대역 RF 증폭기의 이득 응답.

Qorvo, QPA1027

QPA1027 Qorvo의 넓은 대역 RF 증폭기는 S-대역 레이더나 위성 통신 시스템(2.8에서 3.5 GHz)에 더 적합한 선택입니다. 포화 시 48 dBm에 도달하는 출력 전력으로, 이 증폭기는 이러한 애플리케이션에서 장거리 전송을 제공할 수 있습니다. 이 포화 전력에서 필요한 26 dBm의 입력 전력은 상류 증폭기 단계나 고출력 출력 주파수 합성기가 이러한 높은 출력 전력에 도달하기 위해 필요할 수 있습니다.

0.7 GHz의 대역폭은 S-대역 레이더 애플리케이션에서 24 GHz 자동차 레이더 모듈과 비교할 수 있는 괜찮은 범위 탐지 해상도를 제공합니다. 주목할 중요한 점은 온도 및 입력 전력 안정성입니다(아래 참조). 이 증폭기는 거의 전체 대역폭에 걸쳐 매우 안정적인 출력을 가집니다.

Qorvo의 광대역 RF 전력 증폭기 QPA1027의 온도 안정성, Qorvo의 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.

Qorvo는 기존 LTE 스펙트럼의 다른 부분과 더 높은 주파수(수십 GHz)에서 고출력을 위해 설계된 다양한 제품을 제공한다는 점을 주목해야 합니다. 그들은 이러한 다가오는 응용 분야에 대한 해결책을 통합 모듈과 개별 구성 요소로 제공하는 데 전념하고 있습니다.

MACOM, MAAP-011250

MAAP-011250 RF 전력 증폭기는 다양한 응용 프로그램에 대한 훌륭한 저비용 옵션이며, 500개 단위의 릴(부품 번호 MAAP-011250-TR0500)로 제공됩니다. 이 장치들은 27.5에서 30 GHz까지의 5G 장치와 VSAT 응용 프로그램에 이상적입니다. 이 제품은 5G, VAST 및 관련 분야에 더 특화되어 있기 때문에 다른 제품보다 대역폭이 좁습니다. 이 제품은 6V 바이어스에서 20%의 효율로 4W의 출력을 제공하여 모바일 핸드셋에서 유용합니다.

MAAP-011250 전력 증폭기의 응용 회로도, MAAP-011250 데이터시트에서 확인할 수 있습니다.

중요한 RF 응용 프로그램이 곧 온라인에 나올 예정이므로, 시스템 설계자들은 새로운 제품에 대한 다양한 RF 전력 증폭기에 대한 접근이 필요합니다. 다음 시스템에 적합한 RF 전력 증폭기를 찾고 있다면, 다음 제품에 가장 적합한 옵션을 결정하기 위해 부품 선택 가이드를 사용해 보세요.

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