维度网讯,国防半导体无晶圆厂专业企业帕拉皮亚于15日宣布,已利用纯自产技术自主开发出X波段收发模块(TRM)的核心部件——15W级氮化镓(GaN)功率放大器微波集成电路(MMIC)和2级自偏置砷化镓(GaAs)低噪声放大器(LNA)MMIC。
TRM是连接构成主动电子扫描阵列(AESA)雷达的数千个天线单元、负责发射和接收信号的核心模块。其发射路径搭载将信号放大并发送至天线的功率放大器(HPA)MMIC,接收路径搭载以最小噪声放大微弱接收信号的LNA MMIC。
这两种MMIC是决定TRM输出功率、灵敏度乃至雷达整体探测距离和效率的最重要半导体部件,此前U公司的产品在全球市场被广泛采用。

功率放大器需采用GaN、低噪声放大器需采用GaAs等不同的化合物半导体工艺以实现最佳性能,而同时满足高功率带来的散热和效率问题及极低的噪声系数,使该设计难度极高。
帕拉皮亚此次开发的X波段TRM用功率放大器MMIC基于GaN HEMT工艺,是15W级高功率放大器,设计与U公司的参考产品兼容,可在不修改现有系统电路的情况下直接替代使用。
功率附加效率(PAE)是功率放大器的关键指标,直接受到重点关注。效率是影响TRM发热、功耗以及雷达系统整体冷却负担的核心参数,此次开发的MMIC在相同输出条件下,PAE从U公司参考产品的约40%提升至45%。在输出功率和增益等其他主要指标与竞品保持同等水平的情况下实现了该提升。
同时开发的LNA MMIC采用基于GaAs pHEMT工艺的双级结构,实现了低噪声系数和足够增益,也与U公司的竞品实现引脚对引脚(pin-to-pin)兼容。
该LNA的最大优势在于自偏置设计。一般的GaAs LNA需分别施加负栅极电压和正漏极电压才能工作,还需管理电源上电顺序(sequencing),使用较为繁琐。帕拉皮亚的自偏置LNA仅需施加单电源即可直接工作,无需额外的负电压生成电路或偏置顺序电路,简化了TRM及系统设计,减少了元器件数量和成本。
帕拉皮亚代表理事梁永九教授表示,继FEM之后,凭借自产设计技术掌握了相当于TRM心脏的功率放大器和LNA,向收发端核心半导体的完全自产化又迈进了一步,至此拥有了覆盖X波段主要产品线的完整阵容。他强调,在最重要的效率指标上超越全球竞品证明了设计能力,将把产品线扩展至Ku波段和Ka波段,为国防及航天半导体技术的自主化做出贡献。
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