מגברי כוח (PAs) משמשים כשרירים קריטיים מאחורי כל מערכת מכ"ם ונרנרנר מתקדם, המרת אותות ציטוט ברמה נמוכה לתוך גלפורות כוח גבוהה שיכול לנוע מרחקים עצומים באוויר או במים.ללא מגברים אלה, אפילו עיבוד אותות מתמרנים ומתוחכמים ביותר ועיצובי אנטנה יהיו חסרי תועלת, כי האנרגיה המועברת תהיה חלשה מדי כדי להחזיר הדים בלתי ניתנים לזיהוי במערכות הגנה מודרניות, ניטור, ניטור, מערכות מזג אוויריות, ואוויר, ואוויר, ואוויר, וטווח תת-קרקעי, ומערכת הפעלה, באופן ישיר, ומערכת הפעלה, באופן ישיר, אשר יש השפעה, אשר קובע את המול, ומערכת מוליכים למחצה, באופן דרמטי, באופן ישיר, ומערכת מוליכים למחצה, יש השפעה, אשר משפרת, באופן ישיר, יש השפעה יעילה, ופתרון יעיל, באופן ישיר, באופן דרמטי, אשר מאפשר, ומערכת מוליכים למחצה, יש השפעה יעילה, באופן ישיר, אשר מאפשר, באופן ישיר, באופן ישיר, ואפקטיבי, באופן ישיר, ומערכת פונקציונלי, באופן ישיר, יש השפעה יעילה יותר מדי, אשר מאפשר, ומערכת יציבה, אשר מאפשר, יש השפעה יעילה, אשר מאפשר, אשר מאפשר, אשר מאפשר, אשר יכול להיות יעיל יותר מדי, ומערכת יציבה

הבנה של כוח מגבר ברדאר וסונר

בליבה, מגבר כוח לוקח אות רדיו חלש יחסית (RF) או אות אקוסטית ומגדיל את האמפולוס שלו לרמה המתאימה לשידור באמצעות אנטנה או טרנספורמטר.ב מכ"ם, האות המוגבר הוא קורנ כגל אלקטרומגנטי; בנאריר, הוא מומר לתוך גל אקוסטי במים.

העיצוב של מגבר כוח עבור מערכות אלה כרוך במסחר בין כוח התפוקה, לינאריות, יעילות ופס רוחב פס. לדוגמה, מכ"ם לטווח ארוך של אוויר-אוויר עשוי לפני מיצוי גבוה של כוח תפוקה (megaוואט במקרה מסוים) על פני לינאריות, בעוד מכ"ם מודרני מוגדר תוכנה עבור לוחמה אלקטרונית דורש ליניאריות גבוהה על פני רוחב פס רחב של רגע, בדומה לכך שמערכת צבאית דורשת יעילות גבוהה של צוללת נמוכה של אורגזמה, בעוד שמנה, בעוד שמנה נמוכה של צוללת גבוהה.

סוגים של Power Amplifiers

מערכות ראדאר ובנראר מעסיקים מספר טכנולוגיות מגבר, כל אחת מצטמצמת בשילוב מסוים של כוח, תדירות וגורם צורה.שלוש הסוגים הקלאסיים - נסיעה בגליל (TWT), Solid-State Power Amplifier (SSPA), ו Klystron - נשארים בשימוש נרחב, אבל מכשירים מוליכים למחצה חדשים יותר הם צוברים במהירות קרקע.

נסיעה בגליל (TWT) Amplifiers

מגברי TWT הם מכשירי סטרימינג ואט אשר מגבירים את אותות RF על ידי העברת קרן אלקטרונים לאורך מבנה גלי איטי.הם יכולים לייצר כוחות פלט גבוהים מאוד (עשרות קילווואטים לעגוואט) על פני רוחב פס רחב, לעתים קרובות מעל פני octave.זה הופך אותם אידיאליים עבור הגנה אווירית לטווח ארוך, מכ"מים מזג אוויריים כמו NEX, ומערכות נגד אלקטרוניות, יכול גם להתמודד עם מגבלות גבוהות יותר עם כוח.

כוח המדינה העוצמתי (SSPAs)

SSPAs להשתמש במכשירים מוליכים למחצה כגון סיליקון LDMOS, GaAs, או GaN transistors כדי להגביר אותות RF. SSPAs מציעים אמינות גבוהה, תחזוקה נמוכה, והשפלה החסד (כישלון של כמה טרנזירים להפחית את כוח התפוקה אבל לא גורם כישלונות מערכתית מוחלט) הם פועלים במתחים נמוכים יותר מאשר TWTs ויכולים להיות מעוצבים ליעילות גבוהה מאוד באמצעות טכניקות כגון Class-Jar, כלומר, כלומר, מעבדי כוח עליון, או טרה-Jar, או טרה-Jar, נמצאים כעת, או משככי כוח רגיל, כלומר, כדי להשיג משככי כוח טרה-JRADirmpremprempreitol, כלומר, או משככי כוח.

Klystron Amplifiers

Klystrons הם טכנולוגיה נוספת של ואט אשר משתמשת במודולציה מהירה של קרן אלקטרוני כדי לייצר הדגימה. הם בדרך כלל מציעים רווח גבוה מאוד וכוח פלט גבוה, לעתים קרובות בטווח רב-מאט רציף גלי (CW), אבל מעל רוחב פס צר יותר מאשר TWTs. Klystrons משמשים יישומים מיוחדים כגון לטווח ארוך על פני-הרסנון ארוך, חלקיקים גדולים יותר, אבל הם יכולים להיות מקררכי כוח גדול יותר, אבל הם מורכבים מאוד, אבל הם מורכבים יותר, 000 כוח עליון, 000, 000, 000, אבל הם יכולים להיות ממטר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000 כוח גדול יותר, 000, 000, 000, הם יכולים להיות יותר, 000, הם יכולים להיות יותר, 000 כוח גדול יותר, 000, 000 כוח גדול יותר, 000, 000, 000

Bandgap Semiconductor Amplifiers (GaN, SiC)

גליום ניטרד (GaN) ו-סיליקון carbide (SiC) מהפכה בעיצוב מגבר כוח במהלך העשור האחרון.חומרים רחבים אלה מאפשרים לטרנזיסטורים לפעול במתחים גבוהים יותר, טמפרטורה ותדירות מאשר סיליקון מסורתי או GaAs. GaAs. GaN- SSPAs מבוססי SSPAs יכול לספק תנודות כוח 5 עד 10 פעמים גבוה יותר מאשר GaAs, עם יעילות של 65% אפילו עלות מתקדמות של מערכות ההפעלה של ג'ר-N.

חשיבותו של ראדר וסונר מערכות

כל ביצועי מערכת מכ"ם או סונר קשורים ישירות ליכולותיו של מגבר הכוח.משוואה המכ"ם מראה כי מקבל כוח אות הוא פרופורציה לכיכר הכוח המשדר; הכפלת הפלט המגבר מחלחלת את עוצמת הד, ומאפשרת זיהוי של מטרות קטנות יותר או הרחבה טווח. In Sonar, משוואה Sonar פעילה כוללת גם משדרת כוח ואת רפידות אקוסטית של המטרה.

דרישות רדאר

במכ"מים מבוססי אוויר קרקעיים, מגבר TWT עשוי לייצר כוח שיא 1-2MW, המאפשר זיהוי של מטוס בגודל של מטוס בגודל של כ-400 ק"מ עבור מכ"מים בשלבי אוניות בשלבי קרינת TWT כמו מערכת AEGIS, מאות מודולים של GaN SSPA מספקים כל 50–100 W, אך שילוביהם המשותפים של מאות קילווואטים יעילים תוך כדי מתן מדדי כוח דקים כבדים (R) ועוצמה גבוהה של קרינת כוח אווירית (R) עם קרינת כוח).

Sonar Applications

מערכות ממזר פעיל על כלי שיט ימיים להשתמש במגבר חזק כדי לנהוג למקרנים רנטגן או transducersed hull-העבריים מודרך. a טיפוסי צוללת Sonar יכול להשתמש בנק של SSPAs לייצר עשרות קילווואט של כוח אקוסטי ב-1-10 k הרץ, זה מאפשר זיהוי של צוללות הידרואלקטריות שקטות בעשרות קילומטרים.

גורמי ביצועים מרכזיים

תכנון מגבר כוח עבור מכ"ם או בנראר כרוך אופטימיזציה של כמה פרמטרים הקשורים זה לזה.החשיבות היחסית של כל גורם תלויה בפרופיל המשימה הספציפי וסביבת התפעול.

כוח בחוץ

כוח Output הוא הפרמטר הברור ביותר: הוא מגדיר את הטווח המקסימלי לאיתור והאנרגיה הזמינה עבור החזרה להדהד.ב מכ"ם, כוח פלט שיא (לעתים קרובות באקלוואט) הוא קריטי עבור גילוי לטווח ארוך, בעוד כוח ממוצע קובע את היכולת לעקוב אחר מטרות נעות באמצעות עיבוד Doppler. in Sonar, רמת המקור נמדדת ב- dB Rev 1 μ בשעה 1 מ"מ הוא אנלוגי לפסגות כוח עליון, אך גם יכול להפחית את רוחב הפס.

יעילות

יעילות - היחס של כוח תפוקה RF או אקוסטי ל- DC קלט - משפיע באופן ישיר על ניהול תרמי, גודל אספקת חשמל ועלות תפעולית. a-יעילות גבוהה מקטין את דרישות הכיור חום, אשר חשוב במיוחד עבור מכ"מים אוויריים אוויריים וכלי רכב תת-ימיים בלתי מאוישים שבו קירור הוא מוגבל. GaN SSPAs עכשיו להשיג יעילות ניקוז מעל 60% ב S- X- X- X-band, בעוד שבדרך כלל יכול להיות מעל 90% על פני רוחב פסים, אבל יכול להיות מ- 30.

המונחים:

קוארנטיות מתארת כיצד המגבר מתאחד את התמצית של אות קלט ואת השלב. לא ליניאריות לגרום regrowth ספקטרלי (לוח לתוך ערוצים סמוכים) ועיוות בין-מודולציה, אשר יכול להסוות תשואה חלשה או להפריע במערכות אחרות. מכ"מים מודרניים באמצעות הדופק ותדירות גבוהה יותר של תדירות ראייה דורש מגבר עם רמות גבוהות יותר של דלקת מפרקים כגון:

Bandwidth ו- Frequency Range

רוחב הפס של מגבר כוח קובע את קצב התדירות המיידי ורזולוציה טווח של מכ"ם או Sonar. Wideband amplifiers (למשל, 2-18 GHz) מאפשר תדירות לגוון עבור מדדי נגד אלקטרוניים. in Sonar, רוחב פס משפיע על חדות הדופק ורזולוציה טווח achievable.T.T.com מציעה בדרך כלל רחב יותר מאשר סיקור רוחב פס רחב יותר מאשר מצופה רוחב פס של SSPA.

ניהול ארס

מגברי כוח גבוהים מייצרים חום משמעותי שיש להסיר כדי לשמור על אמינות רכיב.טמפרטורות צומת מעל הגבול מדורג לקצר את חיי המוליכים למחצה ויכול לגרום לכישלון מיידי.מערכות ראדר לעתים קרובות להשתמש לולאות קירור נוזליות עם לוחיות קרות, בעוד מערכות אוויריות אוויר או חומרים של שינוי שלב. in Sonar, פיזור חום הוא אתגר כי מדבקי מים הם כבדים; מגבר לעתים קרובות מופעל לחץ על פני חומרים מטבוליים.

קידום ומגמות עתידיות

בחמש השנים האחרונות ראו התפתחות מהירה בטכנולוגיית מגבר כוח, המונעת על ידי הביקוש לביצועים גבוהים יותר, גודל נמוך יותר / משקל / כוח (SWaP), ועלויות נמוכות יותר.כמה מגמות מעצבות את הדור הבא של מגברי מכ"ם ונואר.

Bandgap Semiconductors

(ג) על סי-C הפך לטכנולוגיה הדומיננטית של מגברי מכ"ם צבאיים ומסחריים מעל 1 GHz.מכשירים פועלים כעת במתחים עד 65 V (בהשוואה ל-28 V for GaAs) ויכולים להתמודד עם מאגרי חשמל מעל 10 W/mm. זה מכווץ את גודלם של מודולים מגברים וסימולציות כוח המשולב.

שקיפות דיגיטלית ו Linearization

(D) קדמה דיגיטלית (DPD) היא עכשיו סטנדרטית במערכות מכ"ם מתקדמות רבות והודעות תקשורת.DPD לפצות על אי-לינאריות מגבר על ידי מניעת אות הבסיס הדיגיטלי כך שהתפוקה המוגברת היא ליניארית.זה מאפשר למגבר להיות מונע קרוב יותר להחלמה - שבו היא יעילה ביותר - ללא הפרה של מסכות ספקטרום.

מגבר מגניב לרגישות קיצונית

עבור יישומי מכ"ם מבוססי חלל ומרחב עמוק, מגברים מגניבים בזוגן יכולים להשיג דמויות רעש נמוך מאוד ורווח גבוה.לדוגמה, מגברי GaAs HEMT משמשים באסטרונומיה רדיו ותקשורת עמוקה בחלל. in Sonar, ממריצים אדזואלקטריים קרירים נחקרים כדי להפחית את ההגשמה במערךי מעקב רגישים.

אינטגרציה עם Digital Beamforming

מכ"מים מודרניים שלביים יותר ויותר משתמשים במגרשים דיגיטליים, שבו לכל אלמנט יש ADC / DAC משלו ושרשרת מגברי מגזים כוח משולבים מאוד, קומפקטי שניתן להציב ישירות מאחורי מרכיבי האנטנה.מודולים Multi-chip המשלבים את מגמנטים של GaN עם SiGe Control מעגלים וסיליקון CMOS לוגיקה דיגיטלית מפותחים.

אתגרים בעיצוב Power Amplifier

למרות התקדמות מהירה, אתגרים משמעותיים נשארים.הדיסיפומנט הצפוי במערךים צפופים דוחף את הגבולות של התנהגות וקירור הדבקה. High-power TWTs דורש אספקה מורכבת והחלפה תקופתית. Linearity ויעילות עדיין לסחור אחד נגד השני; לא רק מגבר אחד מעלה בו זמנית > 70% יעילות ו > 60 > חוסר שקט על פני רוחב פס רחב כמו גם חומרים מתקדמים (GMAC) כמו גם כן, כמו גם עלות גבוהה של חומרים חדשים, כמו גלוקוז) כמו גלוקוז (GET) כמו גם עלות גבוהה, כמו גלוקוז) כמו גם עלות גבוהה, כמו מגנזיום (C) כמו גם עלות גבוהה, כמו גם עלות גבוהה, כמו גלוקוז) על פני שטח (GIRC) של חומרים מתקדמים (NEF) של חומרים מתקדמים (D) ו-NEFOC) של חומרים מתקדמים (NEF) ו-NEF) עבור חומרים מתקדמים (DIRSTDOC) עבור חומרים מתקדמים (DOC) כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם על פני כדוריות, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם עלות גבוהה, כמו גם עלות גבוהה, כמו גם עלות גבוהה, כמו

מסקנה

(מגברים) הם המיקרוגל של מערכות מכ"ם לטווח ארוך, רזולוציה גבוהה ומערכות בנאריות (Operview) (Operview) של מערכות לוחמות על צינורות גלי מורשת או מכשירים מודרניים של GaN מוצק, כוח הפלט של המגבר, יעילות, לינאריות ופס רוחב פס ישירות את היכולת של המערכת לזהות מטרות ולפעול באופן אמין בסביבות קשות.