Monitoiminen avaruussignaloinnin MMIC-siru

21.01.2025

European-avaruus-MMIC-LNA-siru-300-t.jpgEuroopan avaruusjärjestö on tuottanut erittäin pienen signaalivahvistimen täyttääkseen nykyisen tekniikan puuttuvan lenkin eli auttaa tekemään tulevista tutkahavainnointi- ja televiestinnän avaruustehtävistä mahdollisia.

"Tämä integroitu piiri on vähäkohinainen vahvistin, jonka halkaisija on vain 1,8 x 0,9 mm", selittää ESA:n mikroaaltoinsinööri David Cuadrado-Calle. "Huippuvahvistimen tehtävänä on tehostaa erittäin heikkoja signaaleja käyttökelpoiselle tasolle, koska se tarjoaa huipputason suorituskyvyn."

Sitä voitaisiin jatkossa käyttää sekä tutkapohjaisissa tehtävissä – joissa heikot signaalit ovat tutkakaikuja, jotka instrumentti vastaanottaa sen jälkeen, kun ne heijastuvat maan pinnalta ja kulkevat takaisin satelliittiin – että tietoliikennetehtävissä – joissa viestintäsignaalit tulevat maasta vahvistetaan satelliitissa ja lähetetään takaisin Maahan laajakaistayhteyksiä tai lähetyspalveluja varten.

Vahvistimen on suunnitellut ESA:n radiotaajuuslaite ja teknologiaosasto, ja se on rakennettu piin pinnalle galliumnitridillä, mikä tekee siitä paljon kestävämmän suurien tulotehojen signaaleja vastaan ​​kuin aiemmat suunnitelmat.

Siru valmistettiin MACOMin European Semiconductor Centerissä (entinen OMMIC) Ranskassa ja sen toimivuus testattiin VTT Millilabissa. MMIC-testin tulokset osoittavat, että keskimääräinen kohinaluku on 3,9 dB ja keskimääräinen vahvistus 22,5 dB. Pienin mitattu kohinaluku on 2,8 dB 77 GHz:n taajuudella.

Piirisuunnittelua ohjasi ehdolla oleva ESA-tehtävä, Earth Explorer -ehdokas nimeltä Wivern, joka jatkaa nykyistä tutkapohjaista pilviprofiilia sisältävää EarthCARE- tehtävää, jota ESA toteuttaa Japan Aerospace Exploration Agencyn JAXA:n kanssa.

Wivern – (wind speed Radar nephoscope) antaisi ensimmäiset mittaukset tuulesta pilvien sisällä ja sateesta samalla, kun se tuottaisi sateen, lumen ja jääveden profiileja parantaakseen vaarallisen sään ennusteita ja tarjotakseen uusia näkemyksiä kovista myrskyistä.

Tämän saavuttamiseksi Wivern käyttäisi W-kaistan tutkasignaaleja. Käytännössä tämä tarkoittaisi tuhansien wattien lähetystehoa ja operaation vastaanottoketjun olisi kestettävä niiden vuoto. Tähän liittyvästä yliajotestisignaalin käytöstä piiri selvisi +23 dBm:n tasolla ilman, että se ei osoittanut myöhempiä toimintahäiriöitä.

W-kaistalla on myös potentiaalia tulevaisuuden korkeamman taajuuden ja suuremman kaistanleveyden satelliittiviestintään.

Kirjoittajien parhaan tietämyksen mukaan nämä tulokset osoittavat: 1) parhaan yleisen suorituskyvyn mille tahansa tähän mennessä raportoidulle GaN-on-Si LNA:lle 70–95 GHz:n alueella ja 2) ensimmäisen avoimen kirjallisuuden raportin tulon yliohjautumisen testistä W-kaistan GaN LNA:ssa.

Aiheesta aiemmin:

Kätevämpää avaruudellista viestintää

Suurtaajuussiirto tehostuu grafeenilla

15.02.2025Kupariset kukat kukkivat keinolehdillä
14.02.2025Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä
14.02.2025Lomittumista makrotasolla
13.02.2025Atomien avulla parempia metamateriaaleja
13.02.2025Käänteinen suunnittelu pelin muuttajana fysiikassa
12.02.2025Metamateriaali piin pinnalla vauhdittaa elektroneita
12.02.2025Porttiohjattavilla kaksiulotteisilla TMD:llä spintronisia muisteja
11.02.2025Omavoimainen älyanturi poistaa haavanhoidon kivun
11.02.2025Printattavia monimolekyylisiä biosensoreita
10.02.2025Muisti-innovaatiot tasoittavat tietä EU:n tietotekniikan riippumattomuudelle

Siirry arkistoon »