Descripció del projecte
El sector espacial es considera un proveïdor clau de dades i connectivitat per a l’economia digital en constant creixement. Entre les diverses tecnologies que poden millorar el rendiment de les càrregues útils i les missions espacials, l’ús del GaN (nitrur de gal·li) ha rebut una atenció significativa en els últims anys. L’evolució d’aquesta tecnologia cap a freqüències més altes permetrà augmentar la capacitat de dades dels satèl·lits i la integració de càrregues útils compactes, que és essencial per a futurs satèl·lits i constel·lacions.
En els últims anys, els sistemes espacials han evolucionat ràpidament des de plataformes GEO fixes amb un nombre limitat de transponedors a satèl·lits GEO flexibles d’alta capacitat, juntament amb grans constel·lacions en òrbites LEO/MEO. Totes aquestes aplicacions requereixen sistemes d’antenes flexibles capaços de generar múltiples feixos amb capacitat multi-gigabit i realitzant direcció de feix per adaptar la capacitat a la demanda geogràfica. Aquests sistemes es basen en matrius per fases i requereixen SSPAs eficients (amplificadors d’energia d’estat sòlid) per maximitzar l’energia disponible dels panells solars i evitar problemes de dissipació tèrmica.
L’objectiu és desenvolupar la tecnologia necessària per construir la propera generació d’equips de satèl·lit per a la transmissió de trànsit de dades en bandes K, Ka o Q.
Els objectius específics relacionats amb el disseny de dispositius basats en GaN en aquestes bandes són els següents:
1. Disseny de SSPAs d’alta eficiència: La millora dels processos GaN permet millorar el rendiment dels MMIC que comprenen SSPAs. No obstant això, aquests s’enfronten a reptes per aconseguir un rendiment similar a mesura que la freqüència de funcionament augmenta i l’amplada de la porta transistor disminueix.
2. Anàlisi de topologies avançades per millorar el rendiment SSPA: Un aspecte clau comú a totes aquestes topologies és que el seu correcte funcionament en termes de modulació de càrrega en un ampli rang dinàmic i ample de banda extens és difícil d’aconseguir a causa dels efectes paràsits del transistor. A més, aquestes solucions requereixen un alt grau de complexitat de circuits (línies de retard, acobladors/dividents asimètrics, elements de compensació ressonants), el que augmenta les dimensions MMIC i fa que el rendiment sigui altament sensible a les variacions paramètriques en el procés, a més de ser típicament de banda estreta. Per tant, l’objectiu és avaluar el rendiment assolible utilitzant aquestes configuracions.
3. Integració de MMICs i SSPAs: Reduir les pèrdues d’integració, i així minimitzar les pèrdues d’eficiència en els sistemes, s’ha tornat més important que mai donades les limitacions existents en les tecnologies de procés GaN. Per aquesta raó, analitzar la integració dels MMIC en els SSPA, així com la seva integració en les antenes, és crucial per evitar una major degradació del rendiment del sistema.
