Эта статья знакомит читателей с продукцией ВЧ- и СВЧ-диапазонов компании M/A-COM Technology Solutions, Inc., в дальнейшем M/A-COM.

Автором уделено особое внимание описанию качества, надежности, преимуществ и перспектив использования продукции фирмы M/A-COM в различных системах, в т.ч. для коммерческих, промышленных, космических и военных применений.

Загрузить в формате PDF (783 kb)

Компания M/A-COM уже в течение 50 лет является мировым лидером в области производства ВЧ- и СВЧ-компонентов для авиакосмической и оборонной промышленности. Это обусловлено
использованием новейших технологий на основе Si, GaAs, AIGaAs, InGaAs, InP, SiGe и уникальных технологических процессов HMICTM, GMICTM, iHBTTM.

Предлагая недорогие, надежные и эффективные решения, компания выпускает высококачественную продукцию широкого частотного диапазона (вплоть до 100 ГГц), которая соответствует стандартам ISO 9001, ISO 14001, AS 9100 и OS-9000 и обеспечивается высокой научно-технической поддержкой.

Компания M/A-COM имеет огромные производственные мощности и предлагает широкий ассортимент как стандартной продукции, так и продукции под спецзаказ.

По официальной статистике продукция компании M/A-COM составляет 43 % мирового производства радаров, в то время как доля остальных компаний распределяется следующим образом: NXP — 18.7 %; Integra Tech. — 14.6 %; Microsemi — 11.4 %; Triquint — 5.4 %; Eudyna Dev. — 2.6 %; RFMD, Cree— 0.4 %; STM, Freescale, HVVi — 0.1 %; другие — 3.8 %.

• Продукция M/A-COM находит широкое применение:
  в импульсных радарах высокой мощности различного диапазона:
  ∙ 2 МГц – 1 ГГц — HF, VHF, UHF;
  ∙ 1.2 –1.4 ГГц — L-Band RADAR;
  ∙ 2.7 – 3.5 ГГц — S-Band RADAR.
  Среди новинок компании M/A-COM в этой области можно назвать дискретные компоненты MAPR-002729-170M00, MAPRST2933-100 и модули MAPP-002729-300M00, MAPPST2933-190M;
• с различными антенными системами:
  ∙ параболической антенной;
  ∙ АФАР (антенна с фазированной антенной решеткой);
  ∙ синтезированной апертурой;
• в авиационной и космической промышленности (в оборудовании для идентификации (IFF), Mode S, в системах обработки тактической информации (JTIDS) и системах безопасности воздушных полетов (TCAS), в дальномерах (DME), в тактической воздушной навигации (TACAN)).
  Среди новинок можно назвать такие продукты как MAPRST1030-1KS, MAPR-001011-850S00, MAPR-000912-500S00, MAPRST0912-350;
• в системах связи 1 МГц – 2 ГГц, таких как Land Mobile, Amateur and Marine Two-Way Radio, Military Com Systems, Broadcast TV, Radio, Satellite Com — INMARSAT.

Широкий ассортимент ВЧ- и СВЧ продукции, предлагаемый компанией M/A-COM, приведен в. таблице ниже:

Компания M/A-COM производит транзисторы на основе кремния (Si) и GaAs для широкого применения, в т.ч. в изделиях для авиакосмической и оборонной промышленности. Они подразделяются на следующие типы:

• мощные биполярные;
• полевые (TMOS, LDMOS, DMOS);
• мощные транзисторные модули (Module, Pallet);
• мощные транзисторы на основе GaAs.

Основными параметрами для транзисторов являются диапазон частот (МГц), напряжение питания (V), минимальная выходная мощность (W), минимальный коэффициент усиления (dB) и минимальный КПД (%).

Мощные биполярные транзисторы обеспечивают мощность в нагрузке до 850 ватт (см. табл. 2). Они находят соответствующее применение для различных диапазонов частот:

• 1.5–30 МГц — в усилительных трактах приемо-передатчиков радио и связи, обеспечивают высокую линейность сигнала и высокую мощность;
• 30–500 МГц — в широкополосных приемо-передатчиках (авиация, ТВ, FM-связь);
• 1000–1400 МГц — в приемо-передатчиках импульсных радаров и других радионавигационных систем;
• 1450–1990 МГц — в приемо-передатчиках сотовой связи;
• 2200–3400 МГц — в усилителях радаров специального назначения.

Мощные транзисторные модули находят широкое применение в ВЧ- и СВЧ-приемо-передатчиках, что значительно сокращает время их проектирования. Они выпускаются однокаскадными или многокаскадными с важной отличительной особенностью — входной и выходной импенданс согласован и составляет 50 Ом во всем рабочем диапазоне частот. Это обеспечивает наименьшее рассогласование в нагрузке, повторяемость, надежность, высокую мощность.

Полевые транзисторы обладают малой паразитной емкостью, минимальным шумом и высокой плотностью мощности, поэтому они находят широкое применение в усилительных каскадах промежуточной и выходной частоты, генераторах, широкополосных усилительных трактах. Безусловно, важное преимущество полевых транзисторов — это высокая тепловая стабильность, что является очень существенным для спецприменений.

Транзисторы на базе GaAs находят широкое применение в микросхемах и модулях на основе MMICs. Образцы продукции M/A-COM можно заказывать уже сейчас. Более детальную информацию о каждом виде продукции M/A-COM (диапазоне частот, корпусах и технических характеристиках) можно найти в каталоге M/A-COM по адресу http://www.macomtech.com/literature/MACOMTECH_PSG.pdf.

Компания M/A-COM предлагает большой выбор монолитных интегральных схем (MMIC) ВЧ и СВЧ. В следующей таблице приведены основные компоненты широкополосных GaAs MMIC усилителей M/A-COM, которые могут поставляться в корпусном и бескорпусном исполнениях, а также в керамических корпусах:

Компоненты монолитных интегральных микросхем GaAs MMICs M/A-COM: корпусные (а); бескорпусные (б); керамические (в)

Основные виды мощных транзисторов M/A-COM

наименование	диапазон частот, мГц	напряжение, V	выходная мощность, Pout (W)	усиление, мин., dB	кпд, мин., %	тип корпуса
Биполярные транзисторы
MRF-422	1.5-30	12.5	150	10	40	P208
MRF-428	1.5-30	50	150	13	45	P208
MRF-448	2-30	50	250	12	45	P208
MRF392	100-400	28	125	10	55	P-226
MAPR-00912-500S00	960-215	50	500	9	45	P-94C
MAPR-00101 1-850S00	1025-1150	50	850	-	-	P94I
PH1090-550S	1030-1090	50	550	7.4	55	P94C
MAPRST2933-100M	2900-3300	36	100	8	38	P-51G
мощные транзисторные модули (HPTM)
MAPM-020512-040C00	20-512	30	40	10	30	Module
PHA4000-2	30-400	27	64	7	35	Module
MAPPST2729-300M	2700-2900	36	300	8.3	40	Pallett
MAPPST2933-190M	2900-3300	36	190	7.5	35	Pallett
LDMOS (LDD MOSFET) транзисторы
MAPL-000817-015CPC	800-1700	25	15	15	50	Ceramic
MAPLST0822-002PP	800-2200	28	2	14	40	Ceramic
MAPLST1617-030CF	1600-1700	26	30	14	40	P-237
DMOS (DD MOSFET) транзисторы
FH2114	30-88	24	75	13	65	P58
DU28200M	30-175	28	60	13	55	P-25
UF28100H	100-500	28	100	10	50	BAL-3
LF2810A	500-1000	28	10	10	50	SS-1D
TMOS (TS MOSFET) транзисторы
MRF157	2-80	50	600	21	45	P-214
MRF151G	2-175	50	300	14	50	P-217
MRF176GV	2-225	50	200	17	55	P-218
MRF141G	2-175	28	300	12	50	P-217
MRF176GU	2-400	50	150	14	50	P-218
обозначения: DMOS (LDD MOSFET) — Lateral Double Diffused MOSFET; DMOS (DD MOSFET) — Double Diffused MOSFET; TMOS (TS MOSFET) — Transverse Structure MOSFET

В США программа MIMIC позволила освоить производство GaAs СВЧ-микросхем с широко развитой инфраструктурой, обеспечивающей разработку материалов, подложек, масок, оборудования, средств измерения, проектирования схем и пр. Этот промышленный потенциал, с одной стороны, стал основой крупного коммерческого рынка СВЧ MMIC, а с другой — стимулировал коренную модернизацию радиоэлектроники в системах вооружения. Наибольшее применение GaAs СВЧ MMIC в военной аппаратуре нашли в АФАР, требующих большое число приемо-передающих модулей.

MMICs на основе GaAs находит широкое применение в различных АФАР: в авиации (а); в кораблестроении (б); в наземных радарах (в)

Важные параметры таких модулей — выходная мощность и КПД, определяющие суммарную излучаемую решеткой мощность и конструктивные возможности отвода тепла. Модуль содержит несколько монолитных схем, в том числе микросхему выходного монолитного усилителя мощности.

Импульсная мощность современной типичной GaAs MMIC приемо-передающего модуля АФАР Х-диапазона (10 ГГц) составляет 10 Вт, средняя — 1–3 Вт [6]. Конструкции АФАР на основе таких модулей ряда зарубежных фирм уже начали внедряться в новейшие системы вооружения.

Долгие годы с начала 20-го века во всем мире основные системы коммерческой, военной и затем космической промышленности применяли изделия электровакуумной промышленности (ЭВП), в т.ч. и в США. На сегодняшний день ЭВП США образуют около 20 компаний. На долю четырех крупнейших из них — Communications and Power Industries, L-3 Communications EDD, Boeing Electron Dynamic и Teledyne Electronic Technologies — приходится примерно 90 % всех продаж ЭВП. По оценкам специалистов, системы ЭВП останутся на вооружении США, по крайней мере, еще 20–30 лет. Но тем не менее большинство аппаратуры тре бует замены или модернизации ряда приборов, в т.ч. и на полупроводниковые и MMICs. К ним добавляются и новые приборы, необходимые для комплектования уже используемых и вновь создаваемых систем: на истребителях (F-15, F-16), беспилотных летательных аппаратах (Predator), бомбардировщиках (В-1В, В-2), ракетах (AMRAAM), комплексах AWACS, системах РЭБ (AN/ALQ-211 SIRFC), ракетных головках самонаведения (РАС-I, -II, -III) и ракетных комплексах ПВО (Patriot).

Необходимо отметить, что новые технологии на основе MMIC в большинстве своем вытесняют электровакуумные приборы, в основном — в областях применения на малых и средних мощностях излучаемых сигналов. Также все большее применение твердотельные полупроводниковые приборы и компоненты находят при решении специализированных задач на больших мощностях в военной и авиакосмической отраслях, гражданской авиации. Полупроводниковая электроника, особенно в последние 10–15 лет, стала играть ведущую роль в сфере разработки и производства СВЧ-компонентов, поэтому многие компании перешли от выпуска дискретных диодов и транзисторов к массовому производству GaAs-микроволнового диапазона монолитных интегральных схем. Годовой объем продаж мирового рынка MMIC на арсениде галлия для телекоммуникационного оборудования оценивается в 2 млрд дол. [1]. Достигнутый уровень технологии MMIC СВЧ позволил вернуться к созданию активных фазированных решеток (АФАР). Это открыло путь к массовому использованию MMIC СВЧ в различных системах вооружений и в свое время послужило толчком к ускоренному развитию за рубежом технологии MMIC СВЧ в радиоэлектронной военной технике. В печати уже появилась информация о переговорах по поводу возможной продажи Индии американских самолетов F/A-18 E/F с радиолокационной станцией APG-79, оснащенной АФАР [3]. Конечно, внедрение технологии АФАР в конкретные системы: для наземных радаров, авиации и флота (рис. 2) зависит от соотношения технических характеристик, стоимости, массы, габаритов, потребляемой мощности и т.п. [4].

Широкое примененние технологии монолитных схем MMICs и других новых технологий в радиолокаци в перспективе позволит разработчикам радиоаппаратуры полностью исключить ламповые СВЧ-передатчики со всеми сопутствующими им проблемами.

Основне компоненты широкополосных GaAs MMIC усилителей M/A-COM

Компания M/A-COM сообщила об освоении серийного выпуска для АФАР MMIC GaAs монолитного усилителя 10 ГГц диапазона с КПД 30 %, полосой 30 % и выходной мощностью 20 Вт, что вдвое превышает достигнутый ранее уровень выходной мощности [5]. ВЧ- и СВЧ-продукция компании M/A-COM оптимальна и подходит для применения как при разработках новейших изделий, так и при модернизации существующего парка ВЧ- и СВЧ-техники как гражданского, так и специального применения.

Информацию о других применениях продукции M/A-COM можно найти в каталоге компании по адресу http:// www.macomtech.com/literature/MACOMTECH_PSG.pdf. В нем также представлены блок-схемы и блок-диаграммы, показывающие варианты оптимального применения компонентов M/A-COM в различных системах и устройствах.

Приобрести продукцию компании M/A-COM, получить техническую поддержку и образцы можно в компании ООО "Виаком":
тел.: (044) 507-02-02, http://www.biakom.com/hfuhf/production/devices/, http://www.biakom.com/hfuhf/documents/

Литература:
1. Microwave Journal, 2006, v.49, № 6, p.22.
2. www.macomtech.com/
3. Aviation Week and Space Technology, 2005, № 8.
4. Military Microwaves Supplement, June 2006.
5. Electronics EEXPRESS, March 2006.
6. Журнал «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес» Выпуск № 2/2007, И. Викулов, Н.Кичаева «Технология GaAs-монолитных схем СВЧ в зарубежной военной технике»