对抗夏季热火,用GaN来降降温!
炎炎夏日,此刻真是我们所“享受”的,对于北半球大部分地区,对于空调和冰淇淋的渴望简直要爆炸。甚至微波杂志编辑Pat Hindle和Gary Lerude也在年度海滩版频率问题中寻找避暑的办法。
热量也是射频设备的挑战。在高温下RF信号叫啥?
热浪。 (偷笑)(micro wave 变成heat wave 小编注)
笑话放在一边,热管理是一件大事。 “消除热量”可确保射频系统在更长的使用寿命内可靠运行。不幸的是,保持温度不像将功率放大器或体声波(BAW)滤波器用于游泳那样简单。
温度是车联网和相控阵雷达的共同关注点。是的,他们确实有共同点。下面就是这些应用变得很热的原因,以及对此你可以做的一些措施。
用BAW和GaN保持冷却
车联网依靠BAW滤波器来避免相邻频带之间的干扰。这些滤波器通常位于安装在汽车顶部顶部的鲨鱼鳍中,在那里它们遭受高热和强烈的温度变化。
滤波器频率响应 - 滤波器与信号相互作用以允许某些和阻塞其他滤波器 - 倾向于随温度漂移。当试图避免紧密间隔的频带之间的干扰时,这是有问题的。虽然(汽车)漂移(此处Drift应该是指汽车的漂移 小编注)似乎是一种创造烟雾和增加轮胎磨损的有效方法,但滤波器的温度漂移可将您最喜爱的卫星无线电频道转变为白噪声。
那么上述问题有解决方案吗?答案是肯定的。温度补偿滤波器就可以解决。先进的滤波技术,如Qorvo的LowDrift™和NoDrift™BAW,在热和变化上更加稳定,可以帮助驾驶员锁定在他们最喜欢的频道和谈话广播电台上。
在诸如相控阵雷达的大功率RF系统中,热管理也很重要。本质上,这些应用产生更多的热量。关键是将温度保持在足够低的水平以保证可靠运行。
我们对此的解决办法是使用GaN,一种半导体技术,可以处理高能耗的RF系统的热量。GaN具有优异的热特性,它可以在比GaAs或硅等竞争技术更高的温度下可靠地工作。
我们正在谈论高于200°C的温度,如果您访问水星,这个温度可能算是凉爽的 - 但是这是地球上沸水温度的两倍。
具体来说,GaN-on-SiC具有优异的热性能,并且可以在较高温度下运行,同时保持系统足够冷却以正常工作,而温度和寿命之间存在直接关系。使用GaN制造的下一代雷达系统可以比传统技术可靠运行7年以上。
那么,我们可以处理热量吗?
是的,我们GaN! (能!)(此处采用GaN的拼音“gan”谐音“can”)。
GaN功放与大规模MIMO阵列协同需平衡功放效率与通道幅相一致性。数字预失真辅助功放工作在近饱和区,GaN在回退区效率衰减平缓。幅相校准补偿通道离散性和温度漂移,混合波束成形兼顾灵活性与功耗。优化框架在覆盖与容量约束下最小化总功耗,动态偏置和通道关断进一步节能。测试表明该协同在覆盖与能效间取得平衡。
GaN射频器件高功率工况下沟道温度预测需建模从有源区到散热器的多层级热阻路径,碳化硅衬底和界面热阻是关键因素。预测采用热阻网络与有限元仿真结合,散热优化从器件布局、衬底减薄、焊接材料和系统散热协同推进。温度间接测量通过电学参数与外壳温度融合提高可靠性。测试标定热阻参数并验证优化效果,为高功率密度下的可靠运行提供保障。
氮化镓功率放大器凭借高击穿电压与效率特性,在大规模多输出系统中实现每通道低功耗高效运行。三维异构集成缩小射频前端体积,被动散热降低部署难度。两者融合从器件到系统层面,成为6G基站高能效覆盖的核心技术路径。
氮化镓功率器件与有源滤波器协同,通过联合匹配与热集成设计,提升基站射频前端能效。氮化镓提供高效率运行基础,有源滤波器以低插入损耗补偿失真,系统级优化降低总功耗,为基站射频系统提供可行的能效革新路径。
面向6G,氮化镓射频前端提供高功率与高效率,超大规模MIMO天线实现高空间复用。两者通过混合波束赋形架构与热管理协同演进,解决集成度与能耗挑战,形成系统级能效优化路径,为6G部署奠定工程基础。

