ka波段功率放大器提高卫星通信质量

2022年10月25日

关键的外卖

射频功率放大是ka波段应用面临的重大挑战。
gan基固体ka波段功率放大器的鲁棒性和可靠性优于行波管放大器。
固态ka波段功率放大器的额外优势之一是，它们可以组合在一起，以确保RF输出功率在数百瓦以上。

物联网、自动驾驶、5G通信系统、卫星通信等技术突飞猛进。在所有这些应用中，选择更高的频率是提高速度、性能、带宽、连接性和吞吐量的首选。在更高的频率下，天线和地面段系统实现了降维。

ka波段是广泛用于这些应用的频带之一。在ka波段频率支持的系统中，ka波段功率放大是不可避免的。ka波段功率放大器将低功率信号转换为高功率信号。它们通常用于通信系统的传输链，在信号通过天线发送之前加强信号。

利用ka波段频谱

对数据连接的需求不断增长。为了实现高速数据连接，在固定有线网络、地面无线网络和卫星通信方面有了一些技术发展。大多数服务运营商利用更高的频段来提高带宽、速度、连通性和吞吐量。广泛用于无线数据通信的频段是ka波段频谱。的ka波段频率广泛用于互联网接入和5G。

卫星通信的发展及其在气象监测、军事系统、电信、航空通信、海事和导航服务中的应用，推动了频谱利用扩展到ka波段频率。ka频段的带宽为3.5 GHz，是其他常用频段的4倍以上。ka波段还提供了出色的上行链路(地球到卫星)连接。尽管有这些优势，ka波段卫星通信系统仍有一些挑战需要克服。

ka波段卫星通信系统的挑战

ka波段是用于固定和移动设备的关键电磁频段。ka波段频率的应用并不局限于机载或海上系统、卫星逃生系统和便携式卫星设备。在基于ka波段的系统中，信号功率放大是一个需要克服的障碍。

射频功率放大在ka波段应用中提出了重大挑战。ka波段卫星通信设备预计将在3.5 GHz的宽带上传输高功率信号。除了高功率外，线性和稳定性是ka波段功率放大器必须具备的特性。

为了获得较高的传输数据速率，卫星通信中采用了正交相移键控(QPSK)等调制技术。这些先进的调制技术在ka波段通信系统中也需要更高性能的线性放大。

ka波段功率放大器

常规配置

射频放大部分的一个典型ka波段发射系统一般包括上变频器和功率放大器。进入上变频器的调制输入信号具有低功率特性。低功率信号不适合传输，需要放大。ka波段功率放大器接受上变换器输出，并将低功率信号转换为高功率信号。来自ka波段功率放大器的高功率信号通过天线传输到目标目的地。

在通信系统模块中，ka波段功率放大器是核心元件。发射机的传输信号质量直接取决于ka波段功率放大器的线性度。在通信系统中，发射机和接收机的功耗对整个通信系统的SWaP要求起着至关重要的作用。ka波段功率放大器的效率是决定收发器功耗的一个影响因素，这就是为什么功率放大器的设计在ka波段通信系统中至关重要。随着ka波段功率放大器输出功率的增大，有利于通信距离的延长。考虑到所有这些方面，设计一个高性能的ka波段功率放大器是实现高质量无线通信的关键。