【導讀】戰術(shù)通信技術(shù)已經(jīng)走了很長(cháng)一段路，從在現場(chǎng)鋪設電纜到在傳達命令時(shí)保持態(tài)勢感知。在這個(gè)以網(wǎng)絡(luò )為中心的沖突時(shí)代，IT基礎設施已經(jīng)一路走到戰場(chǎng)邊緣的移動(dòng)指揮所。
戰術(shù)通信技術(shù)已經(jīng)走了很長(cháng)一段路，從在現場(chǎng)鋪設電纜到在傳達命令時(shí)保持態(tài)勢感知。在這個(gè)以網(wǎng)絡(luò )為中心的沖突時(shí)代，IT基礎設施已經(jīng)一路走到戰場(chǎng)邊緣的移動(dòng)指揮所。
軍事現代化繼續無(wú)情地進(jìn)行。軍費開(kāi)支的增加正在推動(dòng)陸地、空中和海上平臺采購先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信系統。全球戰術(shù)通信市場(chǎng)將在16-2019年期間以2025%的復合年增長(cháng)率（CAGR）增長(cháng)，達到18.53億美元。1
提高移動(dòng)性，例如小型、輕便的軍用手持無(wú)線(xiàn)電，是該市場(chǎng)的一個(gè)關(guān)鍵增長(cháng)趨勢，并且正在挑戰工程師與更小尺寸、更輕重量和更高功率相關(guān)的關(guān)鍵要求。
無(wú)線(xiàn)電現代化
無(wú)線(xiàn)電技術(shù)不斷發(fā)展，以應對通信挑戰。例如，UHF信號作現場(chǎng)的障礙物（例如墻壁和建筑物）衰減?，F代戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電通過(guò)使用多進(jìn)多出（MIMO）方法克服了這一挑戰，將單個(gè)信號分成幾個(gè)占用更高帶寬的信號。
然而，另一個(gè)戰場(chǎng)需求推動(dòng)了更高的帶寬 - 需要使用寬帶連接來(lái)發(fā)送視頻，而不僅僅是語(yǔ)音。此外，幾年來(lái)，網(wǎng)絡(luò )化操作一直要求支持多頻段和多標準操作的軟件定義無(wú)線(xiàn)電（SDR）架構。
這就要求射頻功率放大器具有新的規格，射頻功率放大器是戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電設備的核心組件之一。例如，聯(lián)合戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電系統（JTRS）要求它覆蓋VHF，UHF和L波段，同時(shí)提供高效率，小尺寸和重量，特別是對于手持無(wú)線(xiàn)電設備。
關(guān)鍵半導體技術(shù)
氮化鎵有助于減小軍用無(wú)線(xiàn)電的尺寸和重量，同時(shí)提供可靠通信所需的射頻功率。
GaN是一種寬帶隙半導體。GaN的帶隙為3.4 eV，而Si的1.1 eV等技術(shù)意味著(zhù)GaN具有近4 MV / cm的擊穿場(chǎng)，而Si的0.2 MV / cm.2這有助于GaN的高溫可靠性和出色的功率密度能力，通常比硅LDMOS（橫向擴散金屬氧化物半導體）等舊技術(shù)高五倍。因此，3 GaN解決方案為戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電提供了最佳的尺寸、重量和可靠性。
舊的軍用無(wú)線(xiàn)電系統必須使用多個(gè)設備來(lái)滿(mǎn)足多頻段設計要求，而GaN則通過(guò)單個(gè)設備實(shí)現視頻的寬帶和MIMO的多頻段傳輸。這直接轉化為尺寸、重量和系統復雜性的降低，以及通過(guò)減少組件數量來(lái)節省成本。仍然有一些無(wú)線(xiàn)電系統需要每個(gè)頻段的單獨解決方案，但GaN的特性肯定允許它在比其他功率放大器技術(shù)更寬的頻段上使用。
GaN安裝在另一種寬帶隙材料碳化硅（SiC）上，通過(guò)利用SiC更好的熱特性，提供盡可能高的性能，遠遠彌補了Si上GaN的低成本。
使用氮化鎵進(jìn)行設計
Wolfspeed 的 CGHV27060MP 60 W 高電子遷移率晶體管 （HEMT） 就是這樣一款高性能的 GaN SiC 器件。它采用該公司的 0.4 μm 工藝制造，功率密度為 8 W/mm，擊穿電壓為 >150 V，工作電壓為 50 V，可實(shí)現單級射頻器件的最高功率增益。
它可用于 UHF、L 頻段或高達 2.7 GHz 的低 S 頻段的脈沖應用，非常適合 A/B 類(lèi)和 F 類(lèi)等高效拓撲中平均功率為 10-15 W 的通信放大器。
工程師可以在 CGHV27060MP-AMP27060 應用夾具上評估 CGHV3MP。A/B 類(lèi)電路專(zhuān)門(mén)設計用于滿(mǎn)足 800 MHz 至 2.7 GHz 的寬工作頻率和 50 V 工作電壓要求。
在本電路中，CGHV27060MP在VDD 16 V、IDQ 5 mA和50dBm輸入功率P時(shí)提供120.0 dB的增益G。當PIN增加到37 dBm時(shí)，輸出功率POUT為48.5 dBm，漏極效率?為60%。
Wolfspeed 在 CGHV27060MP 中使用了其專(zhuān)有的大信號晶體管模型，并對設計中的所有無(wú)源元件進(jìn)行了建模，以包括焊盤(pán)寄生效應的影響。這導致仿真與測量之間的緊密對齊和高相關(guān)性，例如輸出功率、漏極效率和增益（如圖2所示），因此可以實(shí)現一次成功。
圖：CGHV27060MP-AMP3 在 37 dBm 固定輸入功率下的性能在飽和輸出功率下在 48 MHz — 800，2 MHz 頻段提供超過(guò) 700 dBm 的功率。
滿(mǎn)足不斷變化的需求
戰術(shù)通信市場(chǎng)體現了航空航天與國防（A&D）的SWaP-C概念 - 尺寸，重量，功率和成本之間的權衡。成本限制通常導致手持式戰術(shù)無(wú)線(xiàn)電的設計人員，有時(shí)甚至是便攜式系統，尋找低成本塑料包裝的組件。
雖然上述解決方案采用陶瓷封裝，可以滿(mǎn)足更高功率系統的熱要求，但 Wolfspeed 了解 SWaP-C 面臨的挑戰，并繼續在這一領(lǐng)域以及 A?D 領(lǐng)域的許多相鄰市場(chǎng)進(jìn)行創(chuàng )新。
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