Blog về công ty Qorvo AWMF-0198 Phân tích cao Silicon Quad Core Beamformer cho truyền thông vệ tinh

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế chip Qorvo AWMF-0198, một bộ tạo chùm silicon tích hợp cao cho các ứng dụng truyền thông vệ tinh.

Qorvo AWMF-0198 là chip tạo chùm phát silicon thế hệ thứ hai, bốn lõi 4×2 phân cực kép, được thiết kế đặc biệt cho truyền thông vệ tinh, hoạt động trong dải tần uplink băng tần Ka 27.5–31.0 GHz. Được thiết kế đặc biệt cho ăng-ten mảng quét điện tử chủ động (AESA) dạng phẳng, nó giúp đơn giản hóa đáng kể thiết kế đầu cuối RF của các thiết bị đầu cuối vệ tinh di động, tạo điều kiện triển khai quy mô lớn các thiết bị đầu cuối truyền thông vệ tinh dạng mảng phẳng, nhẹ và chi phí thấp.

I. Kiến trúc lõi và ưu điểm phần cứng của AWMF-0198

AWMF-0198 sử dụng quy trình silicon tích hợp cao để tạo ra kiến trúc bốn kênh. Một chip duy nhất có thể điều khiển bốn bộ phần tử bức xạ phân cực kép và tích hợp tất cả các chức năng điều khiển chùm tia, bao gồm điều chỉnh pha, điều khiển độ lợi, giám sát nhiệt độ và bù độ lợi động. Bằng cách hợp nhất nhiều chip RF rời rạc thường thấy trong các giải pháp truyền thống vào một thiết bị cấp wafer duy nhất, nó giúp giảm hiệu quả diện tích bề mặt của đế ăng-ten.

Yêu cầu nguồn điện tối thiểu: Một nguồn điện DC +1.2V duy nhất giúp giảm mức tiêu thụ điện năng tổng thể của mảng và đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về nguồn điện của các thiết bị đầu cuối vệ tinh di động, gắn trên xe, trên không và trên tàu;

Loại đóng gói: WLCSP (Wafer-Level Chip-Scale Package), có thiết kế nhỏ gọn cho phép nhúng trực tiếp vào lưới phần tử bức xạ, làm cho nó phù hợp với cấu trúc ăng-ten dạng phẳng siêu mỏng;

Thiết kế độ tin cậy: Tất cả các chân đều có bảo vệ ESD tích hợp, đáp ứng các tiêu chuẩn môi trường điện từ cho các thiết bị đầu cuối di động ngoài trời và trạm mặt đất hàng không vũ trụ.

II. Hiệu suất RF và điều khiển kỹ thuật số chính của AWMF-0198

Khả năng điều khiển chùm tia có độ chính xác cao

Được trang bị điều khiển pha 6 bit và điều khiển độ lợi 5 bit, nó cho phép điều chỉnh chùm tia tinh vi và hỗ trợ chuyển đổi chùm tia tốc độ cao. Điều này đáp ứng các yêu cầu về theo dõi liên tục và căn chỉnh tự động trong quá trình vệ tinh LEO bay qua nhanh, đảm bảo kết nối không bị gián đoạn trong các tình huống 'truyền thông khi đang di chuyển'.

Thích ứng linh hoạt với tất cả các chế độ phân cực

Hỗ trợ nhiều chế độ hoạt động bao gồm phân cực tròn theo chiều kim đồng hồ (RHCP), phân cực tròn ngược chiều kim đồng hồ (LHCP) và phân cực tuyến tính. Tương thích với các thông số kỹ thuật phân cực của các chòm sao vệ tinh băng tần Ka chính thống, một nền tảng phần cứng duy nhất có thể thích ứng với các hệ thống vệ tinh từ nhiều nhà khai thác.

Quản lý nhiệt thông minh trên chip

Một cảm biến nhiệt độ tích hợp báo cáo nhiệt độ chip theo thời gian thực, trong khi một mạch bù độ lợi thích ứng với nhiệt độ tích hợp tự động bù trừ sự trôi dạt độ lợi do môi trường nhiệt độ cao và thấp gây ra. Điều này giúp giảm đáng kể tần suất hiệu chuẩn mảng toàn bộ đơn vị, đơn giản hóa quy trình hiệu chuẩn sản xuất hàng loạt cho các thiết bị đầu cuối và tăng cường độ ổn định chùm tia trong phạm vi nhiệt độ rộng.

III. Các kịch bản ứng dụng điển hình cho AWMF-0198

Là một thành phần cốt lõi cho việc tạo chùm tia uplink băng tần Ka, AWMF-0198 được sử dụng rộng rãi trong nhiều hệ thống truyền thông vệ tinh dạng mảng phẳng chủ động:

Thiết bị đầu cuối người dùng vệ tinh LEO/MEO/GEO dạng mảng phẳng khi đang di chuyển (trạm vệ tinh gắn trên xe, trên không, trên tàu và di động);

Ăng-ten mảng pha cho các cổng mặt đất internet vệ tinh băng thông rộng;

Mảng quét điện tử chủ động (AESAs) cho truyền thông không gian thương mại và quốc phòng;

Đầu cuối RF truyền thông vệ tinh thế hệ tiếp theo, nhẹ, cấu hình thấp.

Khi kết hợp với bộ tạo chùm thu AWMF-0197 cùng dòng (thu băng tần Ka 17.7–21.2 GHz cho downlink), nó tạo thành một giải pháp mảng pha thu-phát băng tần Ka hoàn chỉnh, cho phép truyền thông vệ tinh hai chiều.

IV. Tóm tắt về AWMF-0198

Trong bối cảnh việc áp dụng internet vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp (LEO) ngày càng tăng, ăng-ten parabol truyền thống cồng kềnh và không có khả năng theo dõi động các vệ tinh LEO. Giải pháp mảng pha phẳng dựa trên AWMF-0198 mang lại những lợi thế cạnh tranh đáng kể:

Kiến trúc bốn lõi tích hợp cao giúp giảm số lượng thành phần trong danh sách vật liệu (BOM) và rút ngắn chu kỳ R&D;

Đóng gói WLCSP cho phép thiết kế ăng-ten dạng phẳng siêu mỏng, dẫn đến các thiết bị đầu cuối nhỏ hơn và nhẹ hơn;

Bù và giám sát nhiệt độ tích hợp giúp đơn giản hóa việc hiệu chuẩn hệ thống và tăng cường độ ổn định hoạt động lâu dài của các thiết bị đầu cuối;

Nền tảng tạo chùm tia dựa trên silicon tiêu chuẩn hóa tạo điều kiện cho việc mở rộng mảng linh hoạt, hỗ trợ phát triển các mảng ở các mức công suất khác nhau, từ thiết bị đầu cuối di động đến các cổng lớn;

Hỗ trợ gốc cho việc theo dõi chùm tia liên tục trong các hoạt động 'khi đang di chuyển' của vệ tinh, đáp ứng nhu cầu của kỷ nguyên kết nối vệ tinh băng thông rộng toàn cầu.

Tận dụng công nghệ tích hợp RF dựa trên silicon trưởng thành, AWMF-0198 đã trở thành chip lõi chính thống cho các hệ thống uplink mảng pha phẳng băng tần Ka trong lĩnh vực NewSpace thương mại, tạo điều kiện cho việc chuyển đổi toàn diện các thiết bị đầu cuối truyền thông vệ tinh từ ăng-ten đĩa truyền thống sang mảng chủ động dạng phẳng thông minh.