Blog về công ty Qorvo AWMF-0240 CMOS Ku-Band Quad Rx SATCOM Beamformer

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. cung cấp và tái chế Qorvo AWMF-0240 bộ tạo chùm vệ tinh CMOS băng tần Ku bốn kênh.

I. AWMF-0240 Tổng quan sản phẩm

AWMF-0240 là mạch tích hợp tạo chùm thu (Rx) băng tần Ku dựa trên CMOS thế hệ mới của Qorvo, được thiết kế riêng cho các thiết bị đầu cuối vệ tinh mảng pha chủ động. Đây là một chip RF lõi hiệu suất cao, tiêu thụ ít năng lượng, tích hợp cao, được thiết kế cho các ứng dụng truyền thông vệ tinh thương mại và quân sự. Chip hoạt động trên dải tần thu vệ tinh băng tần Ku tiêu chuẩn từ 10,7 GHz đến 12,75 GHz và hỗ trợ cấu hình đơn vị ăng-ten phân cực kép bốn kênh. Nó tương thích với các hệ thống truyền thông vệ tinh quỹ đạo Trái đất thấp (LEO), quỹ đạo Trái đất trung bình (MEO) và quỹ đạo Trái đất địa tĩnh (GEO), đáp ứng hoàn hảo các yêu cầu về thiết kế nhẹ và nhỏ gọn trong các ăng-ten vệ tinh mảng pha phẳng hiện đại.

So với các giải pháp tạo chùm bán dẫn hợp kim truyền thống, AWMF-0240 sử dụng quy trình CMOS dựa trên silicon trưởng thành để đạt được ba lợi thế: tích hợp chức năng cao, giảm đáng kể mức tiêu thụ điện năng và chi phí có thể kiểm soát, đồng thời giữ nguyên độ chính xác điều khiển chùm và độ nhạy thu tín hiệu tương đương với các thành phần RF cao cấp. Chip hiện đã đi vào sản xuất hàng loạt, với các mẫu có sẵn theo yêu cầu. Sản xuất hàng loạt quy mô đầy đủ dự kiến ​​sẽ bắt đầu vào quý đầu tiên của năm 2026, làm cho nó trở thành thành phần cốt lõi được ưa chuộng cho các thiết bị đầu cuối vệ tinh băng tần Ku thế hệ tiếp theo.

II. AWMF-0240 Kiến trúc cốt lõi và thiết kế phần cứng

2.1 Kiến trúc tích hợp bốn kênh phân cực kép

AWMF-0240 áp dụng kiến trúc kênh 4x2 tiêu chuẩn công nghiệp, tích hợp bốn kênh tạo chùm thu độc lập. Mỗi kênh hỗ trợ thu tín hiệu phân cực kép và tương thích với ba chế độ phân cực: phân cực tròn theo chiều kim đồng hồ (RHCP), phân cực tròn ngược chiều kim đồng hồ (LHCP) và phân cực tuyến tính, cung cấp khả năng chuyển đổi linh hoạt giữa tất cả các chế độ phân cực. Kiến trúc điều khiển độc lập bốn kênh cho phép hiệu chỉnh pha và độ lợi độc lập cho tín hiệu RF của từng phần tử ăng-ten, tăng đáng kể tính linh hoạt quét chùm và khả năng chịu lỗi thu tín hiệu của ăng-ten mảng pha. Điều này đáp ứng hiệu quả các kịch bản truyền thông phức tạp liên quan đến nhiều vệ tinh và tín hiệu chồng chéo.

2.2 Thiết kế nguồn điện và đóng gói

Chip sử dụng sơ đồ nguồn điện áp thấp +1,2V duy nhất, giúp giảm đáng kể mức tiêu thụ điện DC tổng thể của thiết bị, đáp ứng yêu cầu nguồn điện thấp của các thiết bị đầu cuối vệ tinh di động, nhẹ. Ở cấp độ đóng gói, giải pháp đóng gói flip-chip FC-CSP được sử dụng, có thiết kế hiệu quả về chân cắm mà không có chân cắm thừa. Kích thước nhỏ gọn và cung cấp khả năng tản nhiệt tuyệt vời, nó có thể được tích hợp trực tiếp vào các bo mạch ăng-ten mảng pha phẳng mà không cần mạch giao diện RF bổ sung, đơn giản hóa đáng kể kiến trúc phần cứng của thiết bị đầu cuối và tạo điều kiện cho việc thu nhỏ và làm phẳng thiết kế thiết bị. Hơn nữa, tất cả các chân trên chip đều tích hợp bảo vệ ESD, cung cấp khả năng chống nhiễu và phóng tĩnh điện mạnh mẽ, cho phép nó chịu được môi trường hoạt động khắc nghiệt của hàng không vũ trụ và các ứng dụng ngoài trời.

III. AWMF-0240 Thông số hiệu suất cốt lõi và khả năng điều khiển

3.1 Thông số điều khiển chùm tia có độ chính xác cao

AWMF-0240 tự hào có khả năng điều khiển chùm tia có độ chính xác hàng đầu trong ngành, với cơ chế điều khiển kép có độ chính xác cao bao gồm điều khiển pha 6 bit và điều khiển độ lợi 7 bit. Điều chỉnh pha 6 bit cho phép hiệu chỉnh độ lệch chùm tia ở các góc cực nhỏ, đảm bảo độ chính xác của điểm chùm ăng-ten mảng pha và giảm hiệu quả tổn thất thu tín hiệu; điều chỉnh độ lợi 7 bit hỗ trợ tinh chỉnh độ lợi tín hiệu trên một phạm vi rộng, điều chỉnh động các tham số độ lợi theo cường độ tín hiệu vệ tinh và khoảng cách truyền để ngăn chặn quá tải tín hiệu hoặc tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu không đủ, do đó tối ưu hóa toàn diện chất lượng tín hiệu thu được.

3.2 Công nghệ bù trừ thích ứng với nhiệt độ

Để giải quyết sự trôi dạt hiệu suất RF do biến động nhiệt độ đáng kể trong môi trường ngoài trời và hàng không vũ trụ, chip tích hợp một mô-đun cảm biến nhiệt độ và bù trừ độ lợi chuyên dụng, hỗ trợ báo cáo nhiệt độ thời gian thực và điều chỉnh độ lợi bù trừ nhiệt độ động. Nó có thể tự động hiệu chỉnh độ lệch độ lợi kênh trong môi trường có chênh lệch nhiệt độ đáng kể, giải quyết các vấn đề như dịch chuyển chùm tia và giảm tính nhất quán của kênh do sự trôi dạt nhiệt độ trong các chip RF truyền thống. Điều này đảm bảo hiệu suất thu bốn kênh nhất quán cao trên toàn bộ phạm vi nhiệt độ, tăng cường đáng kể khả năng thích ứng môi trường và độ ổn định hoạt động của các thiết bị đầu cuối vệ tinh.

3.3 Thông số cốt lõi cơ bản

Các thông số hoạt động cốt lõi của chip được căn chỉnh chặt chẽ với các tiêu chuẩn truyền thông vệ tinh thương mại và quân sự: dải tần hoạt động từ 10,7 GHz đến 12,75 GHz (bao phủ hoàn toàn dải tần thu xuống vệ tinh băng tần Ku), chế độ thu phân cực kép, không có hạn chế xuất khẩu ITAR, tuân thủ các tiêu chuẩn môi trường RoHS không chì và không halogen, và đáp ứng các yêu cầu tuân thủ cho nhiều thiết bị đầu cuối dân dụng, chính phủ và doanh nghiệp, cho phép triển khai quy mô lớn.

IV. Ưu điểm kỹ thuật cốt lõi của AWMF-0240

4.1 Ưu điểm tích hợp của quy trình CMOS dựa trên silicon

Không giống như các chip tạo chùm bán dẫn hợp kim truyền thống như GaAs và GaN, AWMF-0240 được sản xuất bằng quy trình CMOS trưởng thành thương mại, đạt được tích hợp trên một chip của tất cả các chức năng cốt lõi - bao gồm điều khiển pha, điều chỉnh độ lợi, phát hiện nhiệt độ và bảo vệ tĩnh điện - mà không cần chip hiệu chỉnh hoặc điều khiển bên ngoài. Kiến trúc chip tối giản làm giảm đáng kể số lượng thành phần ngoại vi, giảm chi phí phần cứng cho người dùng cuối và đơn giản hóa bố cục PCB, đồng thời tăng cường độ tin cậy tổng thể của hệ thống và đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng loạt quy mô lớn.

4.2 Đặc tính cân bằng giữa tiêu thụ ít năng lượng và hiệu suất cao

Mà không làm ảnh hưởng đến hiệu suất RF cốt lõi như độ nhạy nhiễu và công suất bức xạ đẳng hướng tương đương (EIRP), chip giảm đáng kể mức tiêu thụ điện DC, dẫn đến tỷ lệ hiệu quả năng lượng được cải thiện rõ rệt so với các thiết bị tạo chùm băng tần Ku truyền thống. Nó không chỉ đáp ứng yêu cầu hoạt động ổn định, lâu dài của các thiết bị đầu cuối vệ tinh doanh nghiệp cố định mà còn đáp ứng yêu cầu về thời lượng pin tiêu thụ thấp của các thiết bị đầu cuối vệ tinh di động như những thiết bị được lắp đặt trên xe cộ, máy bay và tàu thuyền, do đó cân bằng hoàn hảo giữa hiệu suất và mức tiêu thụ điện - một thách thức quan trọng của ngành.

4.3 Khả năng thích ứng và mở rộng đa kịch bản

AWMF-0240 hỗ trợ hoạt động với nhiều quỹ đạo vệ tinh và có khả năng thu tín hiệu thu xuống từ vệ tinh băng thông rộng LEO (Quỹ đạo Trái đất thấp), vệ tinh chuyển tiếp MEO (Quỹ đạo Trái đất trung bình) và vệ tinh đồng bộ GEO (Quỹ đạo Trái đất địa tĩnh). Hơn nữa, chip có thể được ghép nối với chip máy phát AWMF-0241 cùng dòng để tạo thành một giải pháp thu phát và tạo chùm băng tần Ku tích hợp hoàn chỉnh. Hỗ trợ kiến trúc truyền thông FDD, nó cho phép mở rộng linh hoạt các mảng ăng-ten mảng pha có quy mô khác nhau, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu từ thiết bị đầu cuối di động đến thiết bị vệ tinh quy mô lớn cấp trạm gốc.

V. Các kịch bản ứng dụng chính cho AWMF-0240

Tận dụng các ưu điểm cốt lõi về thu nhỏ, tiêu thụ ít năng lượng, độ ổn định cao và dễ tích hợp, AWMF-0240 được sử dụng rộng rãi trong các loại bộ thu truyền thông vệ tinh băng tần Ku khác nhau, với các ứng dụng chính trải rộng trên ba lĩnh vực chính:

- Thiết bị đầu cuối vệ tinh thương mại: ăng-ten vệ tinh phẳng, bộ thu vệ tinh băng thông rộng dân dụng và thiết bị truyền thông vệ tinh di động gắn trên xe, tàu và máy bay, đáp ứng nhu cầu kết nối vệ tinh tốc độ cao cho cả các kịch bản cá nhân và thương mại;

- Truyền thông chính phủ, doanh nghiệp và an ninh: thiết bị đầu cuối vệ tinh liên lạc khẩn cấp, thiết bị mạng vệ tinh cho các khu vực xa xôi không có trạm gốc và hệ thống truyền thông vệ tinh mạng riêng, đảm bảo liên lạc ổn định ở địa hình phức tạp và các khu vực không có mạng lưới mặt đất;

- Ứng dụng quốc phòng và hàng không vũ trụ: thiết bị thu vệ tinh quân sự nhẹ, mô-đun truyền thông vệ tinh trên máy bay và thiết bị đầu cuối vệ tinh di động chiến thuật, đáp ứng các tiêu chuẩn truyền thông quân sự nghiêm ngặt thông qua độ ổn định cao và khả năng chống nhiễu cao.

VI. AWMF-0240 Tóm tắt sản phẩm

Là bộ tạo chùm thu băng tần Ku bốn kênh xử lý bằng CMOS thế hệ mới, Qorvo AWMF-0240 hoàn toàn phù hợp với xu hướng phát triển của các thiết bị đầu cuối truyền thông vệ tinh hiện đại theo hướng thu nhỏ, tiêu thụ ít năng lượng, tích hợp cao và độ ổn định cao. Với các tính năng cốt lõi như điều khiển pha 6 bit và điều khiển độ lợi 7 bit có độ chính xác cao, bù trừ thích ứng với nhiệt độ, khả năng tương thích phân cực đầy đủ và khả năng thích ứng vệ tinh đa quỹ đạo - kết hợp với lợi thế chi phí của công nghệ CMOS trưởng thành và hệ sinh thái phát triển toàn diện - nó giải quyết hiệu quả các điểm yếu của ngành liên quan đến các giải pháp tạo chùm vệ tinh truyền thống, đó là tiêu thụ nhiều năng lượng, kích thước lớn, chi phí cao và độ ổn định không đủ. Là một thành phần tiêu chuẩn cho các thiết bị đầu cuối thu vệ tinh băng tần Ku, AWMF-0240 sẽ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực vệ tinh băng thông rộng thương mại, truyền thông vệ tinh di động và quân sự hàng không vũ trụ, thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi và tiến bộ công nghệ của ăng-ten vệ tinh mảng pha chủ động.