欧洲航天局GaN项目以近地轨道卫星和地球同步轨道卫星为目标

古风剑客

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Fraunhofer IAF协调项目将为毫米波卫星通信开发新型GaN HEMT和功率放大器

上图：用于V频段（此处：57-70 GHz）卫星间通信链路的GaN放大器电路

弗劳恩霍夫应用固体物理研究所（Fraunhofer for Applied Solid State Physics IAF）的研究人员们宣布，目前正在协调一个项目，旨在到2027年为近地轨道和地球同步轨道的通信卫星开发新型高效GaN晶体管和大功率放大器。

该项目名为“麦哲伦”（用于地球同步轨道和近地轨道的有源天线应用的高效毫米波GaN晶体管大功率放大器），于今年启动，由欧洲航天局（ESA）ARTES先进技术计划资助。项目旨在满足卫星和飞行天线平台的需求，为5G和6G网络的运行做出贡献。

为此，必须重新分配大部分毫米波频谱，而且Ka频段（27-31 GHz）、Q频段（37.5-42.5 GHz）和W频段（71-76 GHz）的通信需要更强大的射频技术。这些频段为移动卫星互联网（SatCom on the Move，SOTM）以及馈线链路和卫星间链路（ISL）提供了更高的功率效率。

Fraunhofer IAF正与United Monolithic Semiconductors GmbH和TESAT-Spacecom GmbH & Co. KG合作，为近地轨道和地球同步轨道开发高效GaN HEMT和放大器电路。



Fraunhofer IAF麦哲伦项目协调员Philipp Döring表示：“我们希望开发出一种GaN技术，从而实现远高于当前技术水平的效率。为了实现这一目标，晶体管的栅极长度必须缩短到100 nm以下。”

然而，极小的结构尺寸会产生破坏性的短沟道效应，对元器件的可靠性和性能产生负面影响。因此，Fraunhofer IAF研究团队将重点放在截止频率超过140 GHz的新技术节点上。研究人员表示，一旦开发出这种GaN07技术，他们就能规避大部分短沟道效应，同时满足项目对元器件的要求。

该项目的第二个总体目标是，利用新开发的GaN HEMT实现用于Ka频段、Q频段和W频段固态功率放大器（SSPA）的单片微波集成电路（MMIC）。固态功率放大器的特点是结构紧凑、坚固耐用和成本低廉。与现有硬件相比，使用GaN07 HEMT制造的固态功率放大器还应具有更高的效率、更强的线性、更强的抗宇宙辐射能力。

Fraunhofer IAF将开发新型GaN07技术，实施HEMT和MMIC，并对所生产的硬件进行鉴定和评估。合作伙伴TESAT和UMS将贡献他们在卫星通信MMIC应用和元器件商业化方面的专业知识。其目的是实现从半导体开发到太空应用的欧洲价值链。

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