El diseño de sistemas de radar, guerra electrónica (EW) y bancos de pruebas de banda ancha requiere equilibrar la potencia de salida de RF con los presupuestos de energía DC y los límites térmicos del subsistema. La serie de amplificadores de potencia de estado sólido (SSPA) GaN de 6–18 GHz responde a este desafío ofreciendo dos niveles escalables de potencia saturada: 20 W (modelo MCW6018M43A) y 50 W (modelo MCW6018M47A).
Operando de forma continua desde 6000 MHz hasta 18000 MHz, ambos módulos utilizan un ensamblaje microelectrónico chip-and-wire de dados desnudos de GaN en gabinetes compactos de 150 × 90 × 25 mm. En comparación con las soluciones tradicionales TWT o los amplificadores de estado sólido basados en GaAs, este amplificador de potencia GaN de 6–18 GHz permite a los ingenieros ajustar exactamente el nivel de potencia requerido para cada plataforma.
Especificaciones Técnicas y Soporte
¿Requiere parámetros de rendimiento completos, modelos STEP o diseño a medida para esta serie?
Mantener una respuesta de ganancia plana en anchos de banda multioctava es fundamental en el diseño de potencia en microondas. La ganancia plana minimiza los errores de calibración de amplitud durante los barridos rápidos de frecuencia. Al integrar dados desnudos de GaN por conexión de hilo directa, ambos módulos minimizan las capacitancias e inductancias parásitas del encapsulado para lograr una alta densidad de potencia y un rendimiento predecible hasta los 18 GHz.
1. Comparativa de parámetros y criterios de selección
La elección entre 20 W y 50 W de potencia saturada depende del margen de enlace del sistema, los niveles del sintetizador de excitación y la capacidad de refrigeración disponible.
Los parámetros eléctricos y mecánicos clave de ambos módulos se resumen a continuación:
| Parámetro técnico | Módulo SSPA de 20 W (MCW6018M43A) | Módulo SSPA de 50 W (MCW6018M47A) |
| Rango de frecuencia operativa | 6000 MHz a 18000 MHz | 6000 MHz a 18000 MHz |
| Potencia de salida saturada (Psat) | 20 W típico (43 dBm) | 50 W típico (47 dBm) |
| Ganancia de potencia | 43 dB típico | 47 dB típico |
| Tensión de alimentación DC | 28 VDC nominal (26 V a 32 V) | 28 VDC nominal (26 V a 32 V) |
| Consumo de corriente DC típico | 3.5 A a 20 W de salida | 8.5 A a 50 W de salida |
| Velocidad de conmutación (TON/OFF) | 2 µs típico (5 µs máximo) | 2 µs típico (5 µs máximo) |
| Pérdida de retorno de entrada | > 10 dB en 50 Ω | > 10 dB en 50 Ω |
| Salidas espurias / Armónicos | -60 dBc / -10 dBc típico | -60 dBc / -10 dBc típico |
| Dimensiones y peso del módulo | 150 × 90 × 25 mm; 1.2 kg máx | 150 × 90 × 25 mm; 1.2 kg máx |
2. Arquitectura microelectrónica y control pulsado rápido
Ambas opciones de potencia comparten una arquitectura microelectrónica unificada diseñada para entornos exigentes:
- Ensamblaje Chip-and-Wire: La conexión directa por hilo a dados desnudos de GaN elimina las inductancias y capacitancias parásitas introducidas por los encapsulados plásticos estándar, garantizando una respuesta de ganancia suave en toda la banda de 6–18 GHz.
- Elevada ganancia de potencia: La ganancia típica (43 dB para 20 W, 47 dB para 50 W) reduce los requisitos del nivel de excitación. Los sintetizadores de baja potencia pueden excitar este amplificador de potencia de estado sólido de banda ancha directamente hasta la saturación completa.
- Respuesta de conmutación rápida: Presenta un tiempo de control de conmutación de RF (TON/OFF) de 2 µs típico (5 µs máximo). La conmutación rápida permite un pulsado preciso durante operaciones de radar y pruebas conmutadas.
3. Telemetría de interfaz, protección VSWR y gestión térmica
Un conector macho D-Sub híbrido de 7 pines proporciona una interfaz estandarizada para la alimentación DC principal, la conmutación lógica y la telemetría analógica en tiempo real:
- Pines A1 / A2 (VDD / GND): Líneas de alimentación principal dedicadas que admiten voltajes de operación DC de 26 V a 32 V (28 VDC nominal).
- Pin 1 (ENABLE): Un nivel lógico «1» TTL (3.3 V) habilita la operación RF. Un circuito interno de baja tracción mantiene el amplificador desactivado si la línea flota.
- Pin 2 (CURRENT MONITOR): Entrega una tensión analógica en tiempo real proporcional a la corriente de drenaje (IDD), escalada a 100 mV/A.
- Pin 3 (TEMP MONITOR): Entrega una tensión analógica proporcional a la temperatura de la placa base del gabinete, escalada a 10 mV/°C para el control térmico dinámico.
En las aplicaciones prácticas de RF, los módulos están expuestos a desajustes severos de carga causados por cables dañados o desacoplamientos de la antena. Este módulo amplificador de potencia de banda ancha incorpora redes de adaptación de salida que manejan una carga VSWR continua de 3:1 en todos los ángulos de fase.
Además, ambas unidades soportan condiciones de circuito abierto o cortocircuito (VSWR ∞:1) por hasta un minuto a plena potencia nominal. La gestión térmica requiere un disipador de calor externo (necesario, no suministrado). Un interruptor térmico interno monitorea la temperatura de la placa base del gabinete, desactivando la polarización interna si alcanza los 85 °C. La operación normal se restaura cuando el módulo se enfría a 60 °C.
Soporte técnico y opciones de evaluación
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Preguntas Frecuentes
Q1: ¿Cómo determino si debo especificar un módulo amplificador GaN de 20 W o 50 W en 6–18 GHz?
Base su elección en el presupuesto de alimentación DC y la capacidad de disipación térmica disponible. El módulo de 20 W consume un valor típico de 3.5 A a 28 VDC, siendo ideal para subsistemas con restricciones de espacio y consumo (SWaP). El módulo de 50 W entrega una mayor potencia de salida (47 dBm) para sistemas de guerra electrónica o radar, pero consume 8.5 A típico, requiriendo mayor disipación térmica.
Q2: ¿Qué fórmula convierte la tensión analógica del Pin 2 en corriente de drenaje?
El Pin 2 entrega 100 mV por amperio (0.1 V/A). Para determinar la corriente de drenaje (IDD) en amperios, multiplique la tensión medida por 10: IDD (A) = Voltaje (V) × 10. Por ejemplo, una lectura de 0.35 V en el modelo de 20 W corresponde a 3.5 A, mientras que una lectura de 0.85 V en el modelo de 50 W corresponde a 8.5 A.
Q3: ¿Requieren disipador de calor externo ambos módulos SSPA de 20 W y 50 W?
Sí. Ambos módulos requieren un disipador térmico externo para mantener la temperatura de la placa base del gabinete por debajo del umbral de protección de 85 °C. Como el modelo de 50 W genera mayor disipación térmica debido a un mayor consumo de corriente DC (8.5 A), su sistema de refrigeración debe ofrecer una menor resistencia térmica (Rth) o flujo de aire forzado.