Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik in Kooperation mit den Leibniz-Instituten FBH und IHP
GaN-Solid-State Power Amplifier im Ka-Band (26.5 bis 40 GHz)
Da in den Kommunikationssystemen der nächsten Generation immer höhere Frequenzen eingesetzt werden, sind Verstärker, die in diesen Anwendungen große Leistungen erbringen können, entscheidende Komponenten. Im mm-Wellen-Frequenzbereich werden sie üblicherweise mit Vakuumröhren realisiert.
Solid-State Power Amplifiers (SSPA)
Aufgrund ihrer inhärenten Vorteile sind jedoch Verstärker auf Festkörperbasis, so genannte Solid-State Power Amplifiers (SSPA), die bessere Alternative. Der Einsatz von Galliumnitrid (GaN)-Leistungstransistoren und integrierte Schaltungen ermöglicht Verstärker mit gleichzeitig hoher Bandbreite, Ausgangsleistung und Effizienz. Damit können beste Hochfrequenzdaten erreicht werden, während Betriebskosten und Energieverbrauch dennoch gering bleiben.
Das Ka-Band (26,5 bis 40 GHz) ermöglicht hierbei eine höhere Bandbreite und ist damit besonders für Anwendungen in der Satellitenkommunikation geeignet.
Das vom Fraunhofer IAF entwickelte 16-Wege SSPA enthält gleich 16 breitbandige GaN-Chips sowie einen breitbandigen und verlustarmen Power Combiner. Das System bietet damit erhebliche Vorteile in Bezug auf Effizienz und Bandbreite. Es liefert eine Spitzen-Ausgangsleistung von 127 W und fast 100 W einem großen Teil des Ka-Bandes und bringt damit den Stand der Technik erheblich voran.
Beteiligtes in der FMD kooperierendes Institut: Fraunhofer IAF
Research Paper: https://ieeexplore.ieee.org/document/8700951
ALL2GaN – Intelligente und kostengünstige GaN-IC-Lösungen für ökologischere Anwendungen @ Fraunhofer IAF
»ALL2GaN« hat das Ziel, den weltweiten Stand der Technik im Bereich GaN-basierter Schaltungen zu übertreffen. Hierzu entwickeln Forschende im Verbundprojekt zuverlässige Niederspannungs- und Hochspannungs-GaN-Leistungs- und Hochfrequenzelektronik sowie innovative Integrationstechnologie, die in einer Reihe von unterschiedlichen Anwendungsfällen demonstriert wird. Langfristig soll die Wettbewerbsfähigkeit innerhalb der Europäischen Union verbessert werden, um an die Spitze der industriellen Nutzung von GaN-basierten Technologien zu gelangen.
ESAKuKaLNA – Rauscharme Verstärker im Ku- und Ka-Band für Satellitenanwendungen @ Fraunhofer IAF
Mit dem Aufkommen der rauscharmen Galliumnitrid-(GaN-)Technologie können robuste LNA-MMICs entwickelt werden, die möglicherweise keinen oder einen weniger anspruchsvollen Begrenzer am Eingang benötigen und somit die Rauschzahl des Empfänger-Frontends verbessern. Jüngste Studien haben gezeigt, dass GaN eine hohe Eingangssignalbelastbarkeit bei gleichzeitig modernster Rauschleistung bietet, was diese Technologie zu einer hervorragenden Wahl für die Entwicklung robuster LNAs macht.