Amplificadores de nitruro de galio (GaN) en funcionamiento con múltiples portadores
La tecnología de amplificador GaN ha tenido un impacto real en el diseño de Block Upconverter y SSPA para aplicaciones Satcom. Y es una palabra de moda en la industria.
Terrasat ha implementado la tecnología GaN en varios modelos IBUC en los que se considera que aporta ventajas a los clientes. Aporta ventajas
- Mayor densidad de potencia: ofrece mayor potencia en una carcasa más pequeña y ligera.
- Reducción del consumo de energía.
- Reducción de costes en algunas combinaciones de banda de frecuencia-potencia de salida.
Los ingenieros de Terrasat han implementado técnicas para compensar la no linealidad inherente de los dispositivos de GaN. Esto ha dado lugar a una reducción significativa de la cantidad de potencia de salida necesaria para cumplir con la definición de potencia lineal (P Lin ) de MILSTD, que es la potencia de salida utilizable y el estándar para comparar el rendimiento de potencia de salida BUC/SSPA.
Gráfico A
…reducción significativa en la cantidad de potencia de salida necesaria para cumplir con la definición MILSTD de potencia lineal (P Lin )…
Limitaciones que merecen respeto
Todas las tecnologías tienen sus puntos fuertes y sus limitaciones. Es tan importante entender las limitaciones como conocer las ventajas. Con los dispositivos GaN, las limitaciones pueden hacerse evidentes en las operaciones que utilizan más de un operador. Esto no quiere decir que no se pueda usar con múltiples operadores. Pero GaN se comporta de manera diferente a los amplificadores GaAs o TWTA con respecto a la operación multiportadora. Hay dos situaciones en las que se debe respetar esta limitación.
En primer lugar, con un amplificador de GaAs, por lo general se observa una mejora IMD3 relativamente lineal y continua con reducción de la potencia de salida. A continuación, en el Gráfico A , se muestra un gráfico IMD3 para un amplificador GaAs C IBUC R de 200 W. (La línea morada es la parte de -22 dBc IMD3 de la definición de linealidad MIL-STD).
Gráfico B
GaN funciona de manera diferente a los amplificadores GaAs o TWTA con respecto a la operación de múltiples portadoras.
Retos de GaN y GaAs
Con una unidad GaN hay un resultado diferente. Consulte el diagrama IMD3 a continuación de una unidad Full Ku IBUC G GaN de 200 W. Las cosas comienzan bien, pero la curva rápidamente comienza a aplanarse. Luego, con un retroceso de aproximadamente 6 dB, toca un “suelo”. No se pone mejor. Esta es una característica de los dispositivos de GaN que no se puede superar.
Lo que esto significa es que existe una limitación en la cantidad de transportistas que se pueden acomodar.
La segunda limitación es un poco más aterradora. Solo aparece en situaciones con portadores muy separados. Según la definición de MIL-STD, todos los fabricantes miden IMD con una compensación de 5 MHz para las especificaciones que se muestran en la hoja de datos. El gráfico C muestra los productos de IMD con compensaciones más amplias.
La línea roja es el nivel IMD de -22 dBc definido. Las otras líneas trazan IMD por encima y por debajo de los canales de prueba a potencia saturada y luego con 1 dB de reducción de potencia de salida. En el desplazamiento de 5 MHz, claramente no hay problema para cumplir con el requisito de -22 dBc. Sin embargo, esto muestra cómo los productos de intermodulación aumentan en intensidad a medida que aumenta el desplazamiento de la portadora. Mientras que la lógica del trabajo con amplificadores diría que cuanto más lejos estén los dos portadores, menos interactuarán, resulta que ocurre lo contrario con los dispositivos de GaN. Con portadoras separadas por más de 25 MHz, habrá productos de intermodulación que pueden interferir con otros servicios.
Gráfico C
