Nxbeam заявляет 31.6 Вт на 26 ГГц, расчёт даёт 94 Вт потерь

Фланцевый корпус NPA2204-FL должен принять от кристалла энергию, которой хватило бы на небольшой паяльник, пока в 50-омный тракт уходит всего 31.6 Вт СВЧ-мощности. Такой баланс превращает 26-гигагерцевый усилитель в задачу совместного расчёта RF-тракта, питания и основания корпуса: получить десятки ватт в эфире здесь недостаточно, их ещё нужно пережить в металле.

Режим насыщения показывает цену ватта

В точке 26 ГГц производитель приводит Psat 45 dBm, или 31.6 Вт, при PAE 25% и входной мощности 25.6 dBm, то есть около 0.363 Вт. Из определения PAE следует мощность питания около 125 Вт: Pdc = (Pout − Pin) / PAE. Электрическая диссипация самого усилителя составляет Pdc + Pin − Pout, около 93.8 Вт. Это расчёт для согласованной CW-точки из таблицы, а не измерение температуры кристалла, корпуса либо радиатора.

Линейные 15 Вт — отдельная рабочая точка

В этой же точке gain равен 18 dB. Каталожные 23 dB относятся к малосигнальному линейному усилению, поэтому подставлять их в расчёт насыщенного режима нельзя: получится соединить параметры из разных состояний прибора. Для NPA2204-FL заявлены средние 30 Вт Psat в полосе 25.0–27.5 ГГц; конкретная точка 45 dBm на 26 ГГц чуть выше этого округлённого описания.

Устройство питается от 26 В и построено из трёх GaN-каскадов с независимыми смещениями. Внутри уже стоят DC-blocking конденсаторы, вход и выход согласованы на 50 Ом. Это сокращает внешнюю RF-обвязку, однако добавляет дисциплины к последовательности bias-up и bias-down: каскады нельзя оставлять в произвольном состоянии питания, пока на входе присутствует сигнал.

Фланец получает расчётную нагрузку, монтаж задаёт температуру

Для QPSK с частотой дискретизации 10 MSPS заявлены 15 Вт линейной мощности при spectral regrowth −30 dBc. Эти цифры описывают другой режим, чем CW-насыщение. В даташите нет спектра, EVM, полосы интегрирования, crest factor и температуры данного теста, поэтому по одной строке нельзя восстановить запас до компрессии для конкретной широкополосной модуляции.

Около 94 Вт электрических потерь не означают, что ровно такой поток немедленно проходит через обратную сторону корпуса. Температуру перехода определят тепловое сопротивление интерфейса, плоскостность основания, прижим, материал переходного слоя, температура радиатора, обдув, duty cycle и выбранные смещения. Производитель называет тепловые кривые representative estimates и отсчитывает температуру от обратной стороны корпуса. Численных тепловых сопротивлений для готовой конструкции документ не задаёт.

Именно поэтому 30-ваттный выход на 26 ГГц стоит читать вместе с 25-процентной PAE. Усилитель способен упростить Ka-диапазонный выходной каскад до одного фланцевого MMIC, но тепловая часть модуля остаётся устройством примерно на сотню ватт: с продуманным основанием, питанием на несколько ампер под нагрузкой и контролем режима каждого каскада.