Несколько лет назад компания KeyLink Microwave начала производство компактного узкополосного усилителя мощности KN2650M52A, рассчитанного на работу в диапазоне частот 2,6–5 ГГц. Устройство было создано с применением кремниевых полевых транзисторов с боковым легированием (LDMOS — Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor) — на тот момент это была передовая технология. Усилитель KN2650M52A отличался высокими эксплуатационными параметрами: высокой эффективностью, хорошей линейностью (режим AB), эффективным подавлением гармоник, минимальными искажениями сигнала, а также компактными габаритами и небольшим весом. Достичь таких характеристик и обеспечить надёжность в течение длительного срока службы удалось за счёт использования широкополосных высокочастотных согласующих схем и методов суммирования мощности, фильтров ВЧ‑помех, фрезерованного корпуса и компонентов высокого качества. Усилитель предназначался для узкополосных многооктавных применений в непрерывном режиме при высоких уровнях выходной мощности.
Развитие технологий привело к появлению транзисторов с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе нитрида галлия (GaN), которые обладают уникальными физическими свойствами. Они позволили существенно расширить рабочий диапазон частот — от нескольких сотен мегагерц до десятков гигагерц.
Специалисты компании KeyLink разработали на базе GaN‑транзисторов многооктавный усилитель мощности KB2060M53B (коэффициент перекрытия по частоте — 3) для работы в S‑ и C‑диапазонах (2–6 ГГц). Модель рекомендована производителем как замена ранее выпускавшемуся усилителю KN2650M52A. KB2060M53B способен функционировать в широком динамическом диапазоне мощностей вплоть до уровня насыщения 200 Вт.
Модуль оснащён интегрированными сервисными и защитными функциями для безопасной эксплуатации: защитой от перенапряжения, перегрузки по току и перегрева, а также средствами измерения прямой и отражённой мощности. Предусмотрен индикатор аварийного состояния (вывод ALARM): высокий уровень сигнала на этом выводе указывает на переход устройства в аварийный режим.
Гибкость применения модуля в составе системы повышает функция дистанционного управления включением и выключением через вывод ENABLE — она позволяет управлять работой усилителя сигналом ТТЛ‑уровня.
Усилитель оптимально подходит для таких задач, как создание систем преднамеренных помех, а также для использования в испытательном и измерительном оборудовании.
Параметры, определяющие работу с нагрузкой, включают коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) при выходной мощности 100 Вт:
- КСВН составляет 3:1 (соотношение уровней напряжения на выходе и входе) при непрерывной работе вне зависимости от сочетания фазы и амплитуды нагрузки;
- при произвольной нагрузке (любых значениях фазы и амплитуды сигнала) усилитель способен выдавать максимальную мощность в течение 1 минуты, после чего требуется период охлаждения.
Максимальный уровень входного ВЧ‑сигнала, который не приведёт к повреждению модуля, +5 дБм.
Модуль рассчитан на эксплуатацию в диапазоне температур окружающей среды от −40 до +60 °C (при этом максимальная допустимая температура корпуса +85 °C). Защита от перегрева активируется при достижении +85 °C на теплоотводе; нормальная работа восстанавливается при снижении температуры до +60 °C. Диапазон температур хранения от −45 до +85 °C. Допустимая относительная влажность до 95% без образования конденсата. Широкий температурный диапазон эксплуатации делает устройство пригодным для применения в различных климатических условиях, что важно для обеспечения надёжности и долговечности оборудования в сложных режимах работы.
При эксплуатации обязательно использование теплоотводящего радиатора, он необходим для поддержания нормального температурного режима.
Габаритные размеры модуля 330×280×33 мм, масса 7 кг.
Технические параметры широкополосного усилителя KB2060M53B (приведены для условий: температура +25 °C, напряжение питания 28 В, нагрузка 50 Ом)
| Параметр | Обозначение | Минимальное значение | Типовое значение | Максимальное значение | Единица измерения |
|---|---|---|---|---|---|
| Рабочие частоты | BW | 2 | 6 | ГГц | |
| Выходная мощность насыщения при входной мощности PIN = 0 дБм | PSAT | 200 | Вт | ||
| Коэффициент усиления по мощности | GP | 53 | дБ | ||
| Неравномерность АЧХ | ΔGP | ±3 | дБ | ||
| Потери на отражение на входе | S11 | -10 | дБ | ||
| Гармоники при мощности 80 Вт | H | -25 | -17 | дБн | |
| Паразитные сигналы | SPUR | -60 | дБн | ||
| Время вкл./выкл. от 10% до 90%, 1 кГц | TON/OFF | 2 | мкс | ||
| Входной/выходной импеданс | Impedance | 50 | Ом | ||
| Напряжение питания | VDC | 24 | 28 | 32 | В |
| Ток отбираемый от источника | IDD | 45 | A |
Для применений в частотном диапазоне 2–6 ГГц предлагаются также другие модули усилителей мощности, предназначенные для непрерывного и импульсного режимов работы:
- KB2060M40A: выходная мощность 10 Вт, непрерывный режим работы;
- KB2060M43B: выходная мощность 20 Вт, непрерывный режим работы;
- KB2060M46B: выходная мощность 40 Вт, непрерывный режим работы;
- KB2060M47A: выходная мощность 50 Вт, непрерывный режим работы;
- KB2060M50A: выходная мощность 100 Вт, непрерывный режим работы;
- KBP2060M47A: выходная мощность 50 Вт, импульсный режим работы;
- KBP2060M50A: выходная мощность 100 Вт, импульсный режим работы.