提升雷達探測距離 氮化鎵PA脈衝下降有解(2)
氮化鎵(GaN)功率放大器提升相位陣列雷達效能，但其脈衝下降影響探測距離。本文探討其影響與緩解措施，並分析先進固態元件如何優化雷達性能，提升解析度與感測能力。
脈衝下降管理
(承前文)在現場管理脈衝條件是控制脈衝下降性能的其中一種可行方法。在晶片之外，放大器閘極和漏極供應電路上的旁路電容選擇會影響上升時間和下降時間的性能。即使是放大器的相對位置、方向以及解耦電容材料的選擇都會影響脈衝保真度。設計在射頻頻率下運作的電路，表示阻抗不僅取決於元件電容，寄生電容和電感也會產生影響，而且隨著頻率增加，這種影響通常會增強。
此外，從功率放大器的角度來看，在靠近電源或鄰近電源控制板的地方，大型儲能電容提供了另一種降低脈衝下降的方法。儲能電容可以在脈衝期間維持源極產生的電壓，讓切換式穩壓器無需處理增加的功率負載。每當脈衝結束時，儲能電容就會重新充電，並準備支援下一個脈衝。如前所述，雖然相較之下，儲存電容有尺寸、重量和成本等方面的缺點，但許多雷達系統仍使用其來平衡功率對脈衝條件的影響。
在實驗室中，台式電源供應器被設計為能夠承受驅動脈衝訊號所產生的反應力。在現場環境中，雷達電源供應器通常也被設計為能夠驅動乾淨的脈衝，儘管雷達中的所需電流可能導致電壓下降至低於電源的水準，進而驅動射頻脈衝下降的另一個來源。電源系統設計業者已經開發出各種技術來管理電壓下降，包括透過衰減補償電路和軟體式脈衝調變方案。
其他方法包括利用數位回授進行脈衝塑型、預失真技術，以及前饋式電源供應器設計都已進行評估，顯示其能達到不同程度的效果。然而，這些技術通常難以實作，而脈衝性能提升的幅度往往不足以抵消額外硬體或軟體複雜性所帶來的負擔。
實驗室環境的氮化鎵PA脈衝形態
採用如廠商ADI的S波段雷達PA型號ADPA1106的元件作為測試載體進行測量，以評估脈衝寬度與工作週期對脈衝下降的影響。
這個測試環境包含一個負責觸發台式電源供應器的任意波形產生器，以及一個脈衝式射頻源，負責為PA輸入端產生脈衝式直流與射頻波形。PA的輸出端連接到Keysight...
2025 年 02 月 17 日
