QPF5012 Μονάδα μετάδοσης/λήψης 8,5-10,5 GHz 10 W! Μονάδα πομπού/δέκτη μεγέθους νυχιού: Οι ΗΠΑ αναπτύσσουν μίνι ραντάρ! Πλήρη ανάλυση, τεχνικά χαρακτηριστικά, απορίες από τον Μπομπ τον Μάστορα που ξέρει από κολλητήρι, κατσαβίδι και ηλεκτρονικές πλακέτες!

Η Qorvo (ΗΠΑ) εργάζεται για την επίλυση ενός από τα πιο απαιτητικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα σύγχρονα ραντάρ: την αύξηση της εμβέλειας και της αποτελεσματικότητας ανίχνευσης, μειώνοντας παράλληλα τη θερμική υπερθέρμανση και απλοποιώντας το σύστημα.

Προσωπικά εμπιστεύομαι συγκεκριμένο σαιτ για να ανιχνεύσω τις πραγματικές πληροφορίες που δεν είναι αυτές που διαβάζετε. Υπάρχουν τα τεχνικά χαρακτηριστικά όταν το QPF5012 λειτουργεί σαν πομπός και τα τεχνικά χαρακτηριστικά όταν λειτουργεί σαν δέκτης.

Τιμή 535 $

Βασικά Χαρακτηριστικά Εύρος Συχνοτήτων: 8,5-10,5 GHz

TX PSAT: 40,5dBm, παλμική

TX PAE: 40 % @ Pin=20dBm, παλμική

TX Μεγάλο Κέρδος Σήματος: 20,5dBm

RX Μικρό Κέρδος Σήματος: 23 dB

RX NF: 2,1dB

RX Ισχύς Κορεσμού: 13,8dBm

RX Έξοδος TOI: 20,7dBm

Ελάχιστη Συχνότητα (GHz) 8,5

Μέγιστη Συχνότητα (GHz) 10,5

Κέρδος Tx (dB) 20,5

Καθαρισμός Tx (W) 11,2

Τάση Tx (V) 22

Ρεύμα Tx (mA) 240

Κέρδος Rx (dB) 23

NF Rx (dB) 2,1

Τάση Rx (V) 1,8

Ρεύμα Rx (mA) 90

Τύπος Συσκευασίας QFN 7x5

Συσκευασία (mm) 7,0 x 5,0 x 1,435

Το QPF5012 είναι μια μονάδα πρόσοψης πολλαπλών αγωγών (FEM) σχεδιασμένη για εφαρμογές X-Band 8,5-10,5 GHz. Το FEM ενσωματώνει διακόπτη T/R, περιοριστή, ενισχυτή χαμηλού θορύβου και ενισχυτή ισχύος. Η ισχύς μετάδοσης είναι 10 W κορεσμένη με 40% PAE και το μεγάλο κέρδος σήματος του πομπού είναι 20,5 dB. Το μικρό κέρδος σήματος του δέκτη είναι 23 dB, με το ποσοστό θορύβου του δέκτη να είναι 2,2 dB.

Το FEM πολλαπλών αγωγών προσφέρει τη βέλτιστη τεχνολογία ημιαγωγών για κάθε λειτουργικό μπλοκ για μεγιστοποίηση της απόδοσης σε απαιτητικές εφαρμογές ραντάρ. Ο ενισχυτής ισχύος και ο διακόπτης T/R είναι GaN-on-SiC, ενώ ο περιοριστής και το LNA είναι GaAs.

Η συσκευασία είναι ένα πλαστικό QFN 7,0 x 5,0 mm. Το QPF5012 προσφέρει εξαιρετική απόδοση σε ένα συμπαγές αποτύπωμα.

Δηλαδή παρουσίασαν:

Παρουσίασαν τη μονάδα πομποδέκτη QPF5012, η ​​οποία έχει ισχύ μετάδοσης 10 W και λειτουργεί στη ζώνη Χ (8,5 έως 10,5 GHz) και χρησιμοποιείται σε ραντάρ, ηλεκτρονικό πόλεμο , δορυφόρους και ειδικές επικοινωνίες. Πρόκειται για ένα μικροσκοπικό τσιπ σε πλαστική συσκευασία QFN για επιφανειακή τοποθέτηση σε μια πλακέτα. Οι διαστάσεις του είναι μόνο 7 x 5 mm, ή περίπου στο μέγεθος ενός μικρού νυχιού. Αυτό το τσιπ φιλοξενεί μια λεγόμενη μονάδα πολλαπλών αγωγών. Μέσα σε αυτήν, ο προγραμματιστής ενσωμάτωσε ένα ολόκληρο σύστημα ηλεκτρονικών εξαρτημάτων: έναν ενισχυτή ισχύος (PA) 10 watt βασισμένο σε νιτρίδιο του γαλλίου σε υπόστρωμα καρβιδίου του πυριτίου (GaN-on-SiC), έναν ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA) βασισμένο σε αρσενικό του γαλλίου (GaAs) για τη λήψη ασθενών σημάτων, έναν διακόπτη μετάδοσης/λήψης (T/R Switch) και έναν περιοριστή σήματος για την προστασία του κυκλώματος λήψης από υπερφόρτωση. Η μονάδα έχει απόδοση προστιθέμενης ισχύος (PAE) 42%. Αυτή η πολύ υψηλή απόδοση μειώνει σημαντικά την κατανάλωση ενέργειας και την παραγωγή θερμότητας του ραντάρ.

Το τσιπ έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί σταθερή απόδοση και σταθερή ισχύ εξόδου όταν λειτουργεί με μεταβαλλόμενα φορτία κεραίας (γωνίες σάρωσης). Αυτό ελαχιστοποιεί την παραμόρφωση του ραδιοσήματος και εξασφαλίζει υψηλή ακρίβεια ανίχνευσης και σταθερή παρακολούθηση στόχου για ραντάρ AESA.

Η εταιρεία εξήγησε την ανάπτυξή της, η οποία προορίζεται να αποτελέσει τη βάση για μίνι ραντάρ:

Οι κατασκευαστές ραντάρ ιστορικά αναγκάζονταν να επιλέγουν μεταξύ ισχύος εξόδου, μέγιστης ισχύος και ευαισθησίας. Με το QPF5012, έχουμε συνδυάσει και τα τρία στοιχεία σε μια συμπαγή, ενσωματωμένη μονάδα.

Η άποψη του Γεωργίου Δικαίου.

Αυτό που βλέπουμε είναι ένας πομποδέκτης που θέλει και άλλα εξαρτήματα για να λειτουργήσει. Μια κεραία είναι απαραίτητη. Το QPF5012 δεν διαθέτει ενσωματωμένη κεραία. Σίγουρα θα συνδεθεί εξωτερικά. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο το τσιπ + γραμμή μικροταινίας 50 ohm + κεραία (κόρνα, διάταξη patch, προσαρμογέας κυματοδηγού, κ.λπ.)

Το QPF5012 είναι ένα τσιπ ενός καναλιού (PA + LNA + διακόπτης) που αποτελεί τη βάση για την κατασκευή ενός καναλιού μετάδοσης/λήψης ενεργού συστοιχίας φάσης (APAA), αλλά δεν είναι μια πλήρης μονάδα T/R (μονάδα πομπού/δέκτη) για μια ενεργή συστοιχία φάσης. Σε ένα κλασικό APAA, κάθε στοιχείο ακτινοβολίας (ή μικρή ομάδα στοιχείων) απαιτεί ένα πλήρες κανάλι μετάδοσης/λήψης, το οποίο πρέπει να είναι σε θέση όχι μόνο να ενισχύει το σήμα μετάδοσης και λήψης, αλλά και να ελέγχει ανεξάρτητα τη φάση και το πλάτος. Αυτό το QPF5012 περιέχει μόνο λειτουργίες ενίσχυσης και μεταγωγής. Για να μετατραπεί σε ένα πλήρες στοιχείο APAA, θα ήταν απαραίτητο να προστεθούν: ένας μετατοπιστής φάσης (ψηφιακός), ένας εξασθενητής (για τον έλεγχο της κατανομής πλάτους), πιθανώς ένας ενισχυτής οδήγησης μπροστά από την είσοδο PA (εάν η ισχύς ελέγχου είναι ανεπαρκής) και εάν η εφαρμογή προορίζεται για συστήματα πολλαπλών δεσμών, πιθανότατα θα χρειαστούν πρόσθετοι συνδυαστές/διαιρέτες...Αλλά το ίδιο το στοιχείο είναι ένα ενδιαφέρον υβρίδιο.

https://www.everythingrf.com/products/front-end-modules/qorvo/529-483-qpf5012

Η μπροστινή μονάδα QPF5012 απαιτεί τροφοδοσία DC 22 V (Tx) και 1,8 V (Rx) και καταναλώνει 240 mA (Tx) και 90 mA (Rx) ρεύματος. Η (Tx) είναι η εκπομπή και η (Rx) είναι η λήψη, το QPF5012 λειτουργεί εναλλάξ σαν πομπός και σας δέκτης.

Πόσο θα μεγαλώσει σε μέγεθος όταν συναρμολογηθεί;

Λοιπόν, για να δώσουμε μια πρόχειρη προσέγγιση, θεωρητικά, αν πάρετε ένα γυμνό τσιπ QPF5012 σε συσκευασία 7x7 mm και συναρμολογήσετε μια πλήρη μονάδα πομποδέκτη APAA ενός καναλιού γύρω του (με ψηφιακό μετατοπιστή φάσης, εξασθενητή, κυκλώματα ελέγχου, τροφοδοτικό και διαδρομή μικροκυμάτων), το μέγεθος της ολοκληρωμένης μονάδας (PCB + εξαρτήματα + θωράκιση) πιθανότατα θα αυξηθεί κατά 3-6 φορές σε εμβαδόν (σε σύγκριση με το μέγεθος του ίδιου του τσιπ). Σε γραμμικές διαστάσεις, αυτό πιθανότατα θα είναι περίπου 20x20 mm έως 40x40 mm ανά κανάλι. Επιπλέον, όλα θα εξαρτηθούν από την συγκεκριμένη τεχνική εργασία.

Η προσθήκη μιας κεραίας θα άλλαζε ριζικά την εικόνα, καθώς οι τελικές διαστάσεις ενός καναλιού APAA στο επίπεδο της συστοιχίας δεν θα καθορίζονται από το μέγεθος της μονάδας T/R, αλλά από την απαιτούμενη απόσταση μεταξύ των πομπού, η οποία για σάρωση ευρείας γωνίας είναι συνήθως περίπου το μισό του μήκους κύματος (λ/2). Σε πραγματικούς AESA ζώνης Χ με τέτοια επίπεδα ισχύος, η κεραία και η μονάδα είναι φυσικά διαχωρισμένα: δηλαδή, η κεραία ρυθμίζει το άνοιγμα και το βήμα, ενώ η μονάδα βρίσκεται πίσω από αυτήν, αυξάνοντας όχι την περιοχή ανοίγματος αλλά, αντίθετα, το βάθος συναρμολόγησης κατά 20-40 mm (ή περισσότερο, δεδομένης της ψύκτρας ψύξης). Εάν χρησιμοποιηθεί μια μονάδα ενός καναλιού χωρίς διάταξη 3D, τότε το βήμα θα πρέπει να αυξηθεί σε περίπου 25 mm, που αντιστοιχεί σε 0,8λ και περιορίζει τον τομέα σάρωσης σε περίπου +/- 40 μοίρες. Η κεραία θα εξακολουθεί να καταλαμβάνει ολόκληρη αυτήν την περιοχή και θα προστίθεται μόνο ένα μικρό βάθος.

Στην πράξη, δεδομένης της χρήσης μιας κεραίας, αυτό δεν αυξάνει το μέγεθος ενός μεμονωμένου καναλιού. Αντίθετα, περιορίζει σοβαρά το μέγιστο μέγεθός του, επιβάλλοντας είτε μια διάταξη 3D είτε ομαδοποιώντας τα στοιχεία σε συστοιχίες με μία μόνο μονάδα.

Το πλάτος ανοίγματος της κεραίας ενός καναλιού για έναν ευρυγώνιο AESA ζώνης Χ θα είναι περίπου 15...18 mm και ο ίδιος ο πομπός θα είναι περίπου 8...10 mm.