Wzmacniacze mocy RF dla sygnałów z modulacją częstotliwościową

Szerokopasmowe wzmacniacze mocy RF są kluczowymi komponentami w systemach komunikacyjnych, satelitarnych i radarowych, które używają modulacji częstotliwości. Jedną z ważnych metryk charakteryzujących użyteczność wzmacniacza RF jest jego pasmo przenoszenia i moc wyjściowa. Pasmo przenoszenia i moc wyjściowa tych komponentów zadecydują, czy mogą być użyte w radarach z modulacją chirp, komórkowych lub satelitarnych aplikacjach. W porównaniu do innych zastosowań RF, takich jak precyzyjne pomiary naukowe, które wymagają znacznie niższego pasma, systemy dla tych nowych obszarów aplikacji będą wykorzystywać wzmacniacze mocy RF bardziej niż kiedykolwiek wcześniej.

Zastosowania wzmacniaczy mocy RF

Zgodnie z badaniami firmy MarketWatch, do 2023 roku, ogólny rynek wzmacniaczy mocy RF ma przekroczyć 27 miliardów dolarów. Oczekuje się, że wzmacniacze mocy RF będą używane w różnorodnych aplikacjach, począwszy od systemów radarowych dla samochodów i dronów, po urządzenia mobilne, które muszą emitować w różnych pasmach częstotliwości.

Chociaż z pewnością można zakupić zintegrowany moduł transceivera RF, który jest zaprojektowany do pracy w określonym paśmie częstotliwości dla konkretnej aplikacji, projektanci, którzy chcą innowować dla nowych aplikacji RF, będą musieli zakupić oddzielne komponenty i opracować własne systemy. Wzmacniacze mocy RF to tylko jeden z wielu różnych komponentów, które będą potrzebne do zbudowania tych systemów dla różnych aplikacji.

W dziedzinie radarów FMCW z modulacją chirp i 5G, projektanci potrzebują szerokopasmowych wzmacniaczy mocy RF z szerokim liniowym zakresem. Szerokie pasmo zapewnia wyższą rozdzielczość wykrywania pozycji i prędkości celu. W aplikacjach komórkowych, pasmo różnych pasm komunikacyjnych jest dość wąskie w porównaniu do systemów radarowych, i szerokopasmowe wzmacniacze mocy RF będą musiały być używane do komunikacji w różnorodnych pasmach.

Wybór wzmacniacza mocy RF

Oprócz standardowych aspektów takich jak koszt i rozmiar, projektanci powinni rozważyć niektóre z następujących aspektów przy wyborze wzmacniacza mocy RF:

• Trzeci punkt przecięcia (OIP3). Określa użyteczny zakres mocy wejściowych w wzmacniaczu RF, w którym moc wyjściowa będzie liniowa w obecności produktów intermodulacji. Wyższa wartość wskazuje na większy zakres wartości mocy wejściowej, które mogą być używane przed wygenerowaniem produktów trzeciego rzędu o tej samej intensywności co pożądane częstotliwości.
• Pasmo przenoszenia. Pasmo wzmacniacza RF definiuje użyteczny zakres częstotliwości. Dla radarów z modulacją chirp i aplikacji komórkowych lepszą opcją jest szersze pasmo. Dla ogólnego wzmacniania mocy, wzmacniacz mocy powinien pracować od DC do wysokich częstotliwości RF (mikrofalowych i mmWave).
• Moc wyjściowa. Skutecznie określa użyteczny zakres dla twojej aplikacji.
• Stabilność temperaturowa. Wzmacniacze RF mogą osiągać wysoką temperaturę podczas pracy, a moc wyjściowa nie powinna odbiegać o więcej niż kilka dB przy wysokiej temperaturze.
• Proces półprzewodnikowy. Urządzenia GaAs są najlepsze przy niższych częstotliwościach GHz (np. 10-30 GHz), podczas gdy GaN jest najlepszym wyborem przy wyższych częstotliwościach.
• Spektrum wzmocnienia. Twój wzmacniacz mocy RF powinien mieć stosunkowo płaskie wzmocnienie na całym paśmie.

Analog Devices, HMC8142 i HMC7543

Wzmacniacz mocy RF HMC8142 jest idealny do napędzania emiterów od 81 do 86 GHz. To umieszcza go bliżej aplikacji 5G i radarów UAV, podczas gdy HMC7543 jest lepszy dla radarów samochodowych. Należy zauważyć, że HMC7543 jest również dostępny jako taca z gołymi układami scalonymi za znacznie niższą cenę. Przy nominalnej mocy wyjściowej około 26 dBm (punkt kompresji 1 dB) i OIP3 około 29 dBm, te szerokopasmowe wzmacniacze mogą być używane do napędzania emiterów radarowych z modulacją chirp z rozsądnym zasięgiem i szerokim pasmem chirp. Odpowiedź wzmocnienia HMC8142 jest również stosunkowo płaska na całym paśmie; HMC7453 ma podobną odpowiedź.

Odpowiedź wzmocnienia szerokopasmowego wzmacniacza RF HMC8142, z karty katalogowej.

Qorvo, QPA1027

Wzmacniacz RF QPA1027 od Qorvo jest lepszym wyborem dla nadchodzących systemów radarowych S-band lub komunikacji satelitarnej (2,8 do 3,5 GHz). Z mocą wyjściową osiągającą 48 dBm przy nasyceniu, ten wzmacniacz może zapewnić daleki zasięg transmisji w tych aplikacjach. Należy zauważyć, że wymagana moc wejściowa 26 dBm przy tej mocy nasycenia może wymagać wcześniejszego etapu wzmacniacza lub syntezatora częstotliwości o wysokiej mocy wyjściowej, aby osiągnąć tak wysokie moce wyjściowe.

Pasmo 0,7 GHz zapewnia przyzwoitą rozdzielczość wykrywania zasięgu w aplikacjach radarowych S-band, co jest porównywalne z modułami radarowymi samochodowymi 24 GHz. Ważnym punktem do zauważenia jest stabilność temperatury i mocy wejściowej (patrz poniżej). Ten wzmacniacz ma niezwykle stabilną moc wyjściową na niemal całym paśmie.

Stabilność temperatury szerokopasmowego wzmacniacza mocy RF QPA1027, znaleziona w karcie katalogowej od Qorvo

Należy zauważyć, że Qorvo oferuje szereg innych produktów zaprojektowanych do wysokiej mocy wyjściowej w innych częściach istniejącego spektrum LTE oraz na wyższych częstotliwościach (dziesiątki GHz). Firma ta jest zaangażowana w dostarczanie rozwiązań dla tych nadchodzących obszarów aplikacji, zarówno jako zintegrowane moduły, jak i dyskretne komponenty.

MACOM, MAAP-011250

Wzmacniacz mocy RF MAAP-011250 jest doskonałą opcją niskokosztową dla różnorodnych zastosowań i jest dostępny w rolkach po 500 sztuk (numer części MAAP-011250-TR0500). Te urządzenia są idealne dla urządzeń 5G i aplikacji VSAT od 27,5 do 30 GHz. Pasmo jest węższe niż w przypadku innych produktów, ponieważ ten produkt jest bardziej wyspecjalizowany do 5G, VAST i pokrewnych obszarów. Produkt oferuje wyjście mocy 4 W z efektywnością 20% przy polaryzacji 6 V, co czyni go użytecznym w telefonach komórkowych.

Schemat aplikacji dla wzmacniacza mocy MAAP-011250, z karty katalogowej MAAP-011250

W obliczu nadchodzących ważnych aplikacji RF, projektanci systemów potrzebują dostępu do szerokiej gamy wzmacniaczy mocy RF dla swoich nowych produktów. Jeśli szukasz odpowiedniego wzmacniacza mocy RF do swojego następnego systemu, spróbuj użyć naszego przewodnika wyboru części, aby określić najlepszą opcję dla Twojego następnego produktu.

Zapoznaj się z naszymi najnowszymi artykułami, zapisując się do naszego newslettera.