New-Tech Military Magazine | Q3 2022 | Digital edition

ויש לו עיוות Class B נמוכה יותר ממגבר קטן עד בינוני וכדי להגדיל את הלינאריות , PUSH PULL ניתן להשתמש בתוצרת בעל הלינאריות הדלה ביותר Class C מגבר והעיוות הגבוה ביותר מבין המגברים . השוואה בין מגברי שפופרת 3 GaN ו מוליכים למחצה- TWT היא כיום TWT מגבר שפופרת מסוג הטכנולוגיה העיקרית עבור מגברי הספק לתקשורת בלוויינים. היא שפופרת אלקטרונית המורכבת TWT ה מתותח אלקטרונים, מבנה גל איטי ), מערכת SWS - Slow Wave Structure ( וקולט. RF מיקוד מגנטי, מצמדי מבוא ומוצא בעת חיבור מתח הפעלה, תותח האלקטרונים יוצר קרן אלקטרונים, המוזרקת לתוך מבנה הגל האיטי. מערכת המיקוד המגנטי מגבילה את קרן האלקטרונים, ומאפשרת לה לנוע RF לאורך מרכז מבנה הגל האיטי. הספק בעל תדר מתאים מועבר דרך מצמד המבוא לתוך מבנה הגל האיטי. קרן האלקטרונים עוברים דרך המבנה במהירויות RF ואות ה דומות, והאינטראקציה בין השניים גורמת למעבר אנרגיה מקרן האלקטרונים אל הגל האלקטרו-מגנטי, ויוצרת על-ידי כך הגברה . RF של אות ה מגברי השפופרות מייצרים הספק גבוה בתחומי תדרי המיקרוגל, אך הגודל המשקל הגדולים ואורך החיים הקצר לעומת מוליכי מסך 50% למחצה מהווה אתגרים. כ- מומר לאנרגיית TWT ההספק הנצרך על די , והשאר הנותרים מומר לחום ופסולת. RF תלויים בחיי הקתודה TWT זמן החיים של אשר מתדרדר עם הזמן לפליטת אלקטרונים על RF מגבירים אותות TWTs מתמשכת. ה ידי שיטה להפקת הספק פלט גבוה באמצעות האינטראקציה בין אלומות אלקטרונים . RF לאות אינו מסוגל לספק את אותו GaN התקן אך ניתן לשלב TWT הספק מוצא כמו מגבר פועל GaN . יתר על כן, GaN מספר התקני בנצילות גבוהה יותר, נצרך פחות הספק ופחות חום מתפזר בהתקן וגורם לכך . TWT הפחתה בצורך בקירור לעומת מגברי יש אמינות גבוהה יותר GaN יתרון נוסף ל- , אמינות גבוהה מגדילה TWT ממגברי את אורך החיים ובצורה כזו מפחיתה את עלויות התפעול. מגברים GaN בנוסף, ניתן לבנות עם התקני לינאריים המציעים יותר נצילות מאשר

]10 שימוש באנרגיה מכוונת. מקור: [ :2 איור

«

באותו GaAs וגם מגברי TWT מגברי גודל, משקל וצריכת חשמל. המשמעות של צריכת חשמל נמוכה יותר פירושה ספקי כוח קטנים יותר ומערכות קירור קטנות וקלות יותר, מקטינות את גודל והמשקל .) SSPA - Solid State Power Amplifier של ( GaN לכן, ישנה עניין גובר להשתמש במגברי מכיוון שהוא מציע צפיפות הספק גבוהה יותר ומתחי הפעלה גבוהים יותר שמגדלים את הנצילות של דרגת המגבר. RF בתחום תדרי GaN . יישומי 4 בשנים האחרונות ניתן לראות את הקטנת השימוש של שפופרות ריק אלקטרונית נפוצות ביותר בישומי רדאר בהן . Gyrotrons ו- Magnetrons , Klystrons , TWT שפופרות ריק הם מרכיב קריטי שמאפשר תקשורת לוויינית, מערכות מכ"ם, מאיצי חלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה ויישומים אחרים הדורשים הספק גבוה, רוחב פס פעולה רחב, ויעילות גבוהה. אבל ניתן GaN באמצעות מוליכים למחצה במיוחד לשפר את אורך חיים, האמינות, נצילות, הפחתת גודל המגבר והמשקל. גדל GaN כמו כן, השימוש מגברי , RF ומשתמשים בו כיום במגוון יישומי צבאי RADAR השקת תשתית אלחוטית עם ) . מערכות המכ"ם EW ולוחמה אלקטרונית ( DEW הצבאי והלוחמה האלקטרונית כולל כיום הינם הצורכות הגדולות ביותר של במגזר הביטחוני. GaN התקני מכ"ם, לוחמה אלקטרונית ומערכות GaN תקשורת משתמשות בטכנולוגיית

כדי לעמוד בדרישות מחמירות של ביצועים גבוהים, הספק גבוה, ניהול תרמי ומחזור חיים ארוך. יישומים רבים כגון תקשורת רחבת פס השתפרו באמצעות טכנולוגיית . GaN דוגמה נוספת שבמערכות מכ"ם נדרש רוחב פס רחב יותר והספק פעולה גדול יותר. יש יתרון ברור במכ"ם קצר דופק, GaN ל בעקבות צפיפות ההספק הגבוהה יותר, הנמוך יותר am / pm יעילות הניקוז ועיוות ה- שמפגין ביצועים טובים יותר מאשר GaN ב שפופרות אלקטרוניות. משתמשות EW כמו מערכות מכ"ם, יישומי מציע. GaN ביתרונות ש- הן בפס רחב מאוד, EW רוב מערכות ה שדורשות כמויות גבוהות של הספק מוצא . RF כמו כן, צפיפות ההספק הגבוהה של מגברים המאפשרות פעילות יעילה GaN מבוססי , להגנת DEW ומערכות נשק אנרגיה מכוונת מרחפניים ואולי מטילים באמצעות שיבוש מערכות הניווט באמצעות מיקרוגל בהספק .2 כפי שמוצג באיור HPM גבוה GaN . יישומי 5 עבור מערכות חלל ספקי כוח ליישומי חלל חייבים לעמוד במגבלות גודל ומשקל קפדניות תוך טיפול מטבעו חסין GaN בסביבת החלל, ה יותר לקרינה ממוליכים למחצה אחרים, תכונה זו היא מרכזית של טרנזיסטורים GaN המשמשים במערכות חלל. ל- GaN המאפשר לקבל מזער EMI יש גם יתרונות

New-Tech Military Magazine l 32