Kakvu će ulogu diode igrati u milionom val komunikaciji?

一, Zahtevi za performanse za Diode u milionom talasnom komunikaciji
Visoko - frekvencijske karakteristike frekvencije milimetričnog talasa (talasna dužina 1-10mm) nameću stroge zahtjeve na diodama:
Niski parazitski parametri: Kanal za spajanje treba kontrolirati ispod 0,1pf, a otpornost serije treba biti ispod 1 ω za smanjenje visokog - gubitaka frekvencije.
Brzi odgovor: Brzina prebacivanja mora doći do nivoa pikosekunde da se prilagodi brzom prebacivanju visokog - frekvencijskog signala.
Kapacitet visoke snage: Neprekidno valno napajanje treba dostići 10W ili više, a impulsna snaga treba izdržati vrhove od nekoliko stotina vata.
Niska buka: Slika buke mora biti ispod 5DB kako bi udovoljila zahtjevima osjetljivosti prijemnika.
Velika pouzdanost: Treba se prilagoditi ekstremnim temperaturama u rasponu od -55 stepena do +125 stepena i imati otpornost na zračenje.
2, osnovna uloga dioda u komunikaciji milimetra talasa
1. Mikser: "prevodilac" pretvorbe frekvencije
U komunikaciji u milimetarskom talasu, mikser postiže pretvorbu frekvencije kroz nelinearne karakteristike dioda. Schottky Diode postale su željena komponenta za miksere zbog njihovog niskog kondukcijskog napona (0,2-0,4V) i brz odgovor. Na primjer, u milimetarskim valnim prijemnici, Schottky Diode miješaju primljeni milimetrijski talasni signal (poput 28GHz) sa lokalnim signalom oscilatora (poput 26GHz) za generiranje srednjeg frekvencijskog signala (2GHz), na taj način smanjujući poteškoće sa naknadnom obradom. Njegov gubitak konverzije može biti nizak kao 6db, a izobličenje intermodulacije je manje od -60dbc, značajno poboljšavajući kvalitet signala.
2. Limiter: "sigurnosni ventil" za zaštitu signala
Komunikacija milimetra val je osjetljiva na snažno smetnje i pulsnim bukom, a ograničivač ograničava amplitudu signala unutar sigurnog raspona nelinearnih karakteristika dioda. Na primjer, u satelitskim komunikacijskim prijemnicima, granični krugovi Schottky Diode mogu se aktivirati kada ulazni signal pređe +10 DBM, ograničavajući izlaz do +5 DBM i zaštititi nisku pojačalo niske buke (LNA) od oštećenja. Određeni model milimetričnog val limitara usvaja strukturu serije Schottky Diode za postizanje dinamičkog raspona kontrole od 40dB u frekvencijskom opsegu od 30GHz, sa gubitkom umetanja od samo 0,5 DIB.
3 Prekidač: "Inteligentni ruter" za usmjeravanje signala
Milimetrijski talasni sustavi zahtijevaju česte prebacivanje signalnih staza, a PIN diode postaju idealne preklopne elemente zbog njihovih karakteristika za kontrolu impedancije. U milimetarskom valnom radarskom radarskom radu, PIN diodni prekidači mogu postići brzi snop skeniranje (brzina prekidača mikrosekunde), s izolacijom preko 40 dB i gubitka umetanja manjim od 1dB. Na primjer, 28GHz 5G baznu stanicu koristi GAN PIN diode za održavanje stabilnih performansi u temperaturnom rasponu od -40 stepena do +85 stepena, snage 100 W.
4. Frekvencijski multiplikator: "multiplikator" za frekvencijsku ekspanziju
Millimeter wave communication requires the use of a multiplier to elevate low-frequency signals to high-frequency bands. Variable capacitance diodes utilize their voltage variable capacitance characteristics (Q value>100) Da bi se postigla efikasna frekvencija udvostručuje. Na primjer, u mililerima milimetra talasa, Discilatori Gaas-a može umnožiti 14GHz signala na 28GHz sa efikasnošću konverzije od 30% i fazni šum ispod -120dbc / Hz.
5. Pojačalo napajanja: "Energetski motor" za poboljšanje signala
Impatt Diode i Gunn Diode su osnovne komponente mikrofonalnog pojačanja talasa. Impatt Dioda može izlaziti 10W kontinuiranu valnu snagu u frekvencijskom opsegu od 94GHz, sa efikasnošću do 20%; Gunn Diodes postižu 5W izlaz u frekvencijskom opsegu od 35 GHz i široko se koriste u milionskim talasnim sistemima protiv slikanja. Na primjer, određeni milimetrijski val Automobilski radar koristi gan Impat Diode za postizanje 20dBM izlazne snage u frekvencijskom opsegu od 77GHz, s rasponom otkrivanja do 200 metara.
3, Trendovi tehnološke evolucije
1. Materijalne inovacije: od silicijuma do širokog pojasa za bendgap poluvodiča
TRADICIONALNI SILICON - Diode suočavaju se sa visokim gubicima frekvencije i ograničenja snage u frekvencijskom opsegu Milimeter talasa, dok su široki poluvodički materijali poput GAN-a i SIC-a za sljedeću generaciju milimetarskih talasnih dioda zahvaljujući snazi ​​visokog sloma (3,3mV / cm) i visoku pokretljivost elektrona. Na primjer, Gan Schottky Diode postižu mogućnost prerade snage 5W u frekvencijskom opsegu od 140Gz, što je 10 puta veće od silikonskih uređaja.
2. Integracija: od diskretnih komponenti za pojedinačno - integracija čipa
Jednostruki čip mikrovalni integrirani krug (MMIC) tehnologija omogućava - Chip integraciju dioda modula kao što su LNA i PA. Određeni 28GHz 5G prednji čip - End Chip prihvaća 0,13 μ m Sige Bicmos tehnologiju, integrirajući graničnik Schottky, klin i LNA na 2 mm × 2 mm čip, smanjujući gubitak umetanja na 1,2 dB i potrošnju energije i potrošnju energije na samo 80MW.
3. Inteligencija: adaptivno ograničavanje i dinamična kontrola
Adaptivni algoritam za kliping zasnovan na mašinskom učenju može nadgledati statističke karakteristike signala u stvarnom vremenu i dinamički podešavanje praga za kliping. Određeni 6G prototipski sustav smanjuje iskrivljenje iskričavanja na jedno - trećinu tradicionalne sheme prilagođavajući konstantnu vremenu obnove isječanja u stvarnom vremenu uz održavanje integriteta signala.
4, Analiza slučajeva aplikacije
Slučaj 1: 5g milimetra valnog bazne stanice PA zaštita
Određeni bazni stanicu od 5 g milimetra od 5G milimetra za ograničavanje amplitude: prva faza koristi Schottky Diode za graničnu grubo amplitudu, suzbijajući vršnu vrijednost ulaznog signala od +38 dbm; Druga faza koristi PIN diode za postizanje precizne amplitude ograničavajuće, a konačni izlaz je stabilan u +23 dbm. Ovaj plan smanjuje stopu kvara PA od 3 puta mjesečno do 0,2 puta, štedeći preko 2 milijuna juana u godišnjim troškovima održavanja.
Slučaj 2: Milimetrijski val Automobilski radar anti - smetnje
Autonomni mehanimetrijski radar od milimetarskog vala prihvaća adaptivni ograničavajući krug, koji dinamički prilagođava ograničavajući prag praćenjem PAPR ulaznog signala u realnom vremenu. U jakim scenarijima smetnji automatski smanjuje ograničavajući prag od +10 DBM-a do +5 DBM, smanjujući bitnu brzinu greške sa 10 ⁻⁴ na 10 ⁻⁶ i produživši efektivno vrijeme prijema za 40%.
https://www.trrsemicon.com/transistor/npn{ 2}tTrTanSistor{{3}bc817-16.html