जैसे-जैसे सैटेलाइट इंटरनेट नई डिजिटल अवसंरचना का एक अनिवार्य हिस्सा बनता जा रहा है, की मांग उच्च-प्रदर्शन, लघु-आकार, और कम-शक्ति वाली आरएफ चिप्स तेजी से बढ़ रहा है। आरएफ चिप्स हैं मुख्य घटक उपग्रह संचार टर्मिनलों की, जो प्रत्यक्ष रूप से संकेत प्रसारण की दक्षता और समग्र प्रणाली के प्रदर्शन को निर्धारित करते हैं।.

यह लेख, शोध निष्कर्षों के आधार पर “उपग्रह इंटरनेट के लिए का-बैंड पावर स्विचिंग चिप्स” प्रस्तुत करता है डिज़ाइन और कार्यान्वयन की अत्यधिक एकीकृत, उच्च-दक्षता वाला का-बैंड आरएफ चिप, कॉम्पैक्ट और विश्वसनीय सैटेलाइट इंटरनेट टर्मिनलों के निर्माण के लिए प्रमुख तकनीकी सहायता प्रदान करना।.

1. उपग्रह इंटरनेट के लिए आरएफ चिप्स की तकनीकी आवश्यकताएँ

उपग्रह इंटरनेट प्रणालियाँ आमतौर पर में तैनात की जाती हैं पृथ्वी की निम्न कक्षा (एलईओ), जिसमें व्यापक कवरेज, उच्च प्रसारण दरें और कम विलंबता शामिल हैं। ग्राउंड टर्मिनल और अंतरिक्ष-आधारित उपकरणों को भीतर संचालित करना चाहिए का-बैंड आवृत्ति सीमा (27–40 गीगाहर्ट्ज़) स्थिर संकेत प्रसारण और प्राप्ति प्राप्त करने के लिए।.

यह पर सख्त आवश्यकताएँ लगाता है आरएफ चिप्स:

उच्च एकीकरण: प्रणाली की जटिलता को कम करने के लिए बाहरी परिपथों और पृथक घटकों को कम करें।.

उच्च दक्षता: पावर एड्ड एफिशिएंसी (PAE) में सुधार करें और कुल ऊर्जा खपत को कम करें।.

लघुकरण: हल्के, अधिक कॉम्पैक्ट टर्मिनल डिज़ाइनों को सक्षम करें।.

उच्च एकरूपता: विश्वसनीय सिस्टम प्रदर्शन के लिए कई चैनलों में एम्प्लिट्यूड और फेज़ की एकरूपता सुनिश्चित करें।.

2. आरएफ चिप वास्तुकला और प्रक्रिया चयन

द का-बैंड आरएफ चिप इस अध्ययन में एक को अपनाता है 90 एनएम GaAs पीएचईएमटी (स्यूडोमॉर्फिक उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता ट्रांजिस्टर) प्रक्रिया, जो उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता, पावर घनत्व, और उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति विशेषताओं के लिए जानी जाती है — जो इसे का-बैंड पावर एम्पलीफिकेशन और स्विचिंग सर्किट के लिए आदर्श बनाती है।.

चिप एक को एकीकृत करती है। शक्ति प्रवर्धक (पीए) और एक सिंगल-पोल डबल-थ्रो (SPDT) स्विच एक ही डाई पर, एकल-खंडीय संकेत प्रवर्धन और चैनल स्विचिंग प्राप्त करना।.

मुख्य डिज़ाइन हाइलाइट्स में शामिल हैं:

• त्रि-चरणीय पावर एम्पलीफ़ायर

अंतिम चरण एक का उपयोग करता है न्यूनतम-हानि मिलान नेटवर्क, जबकि इनपुट और इंटर-स्टेज मैचिंग का उपयोग करते हैं लो-पास प्रतिक्रियाशील परिपथ, गेन स्थिरता बनाए रखते हुए दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करते हुए।.

• समानांतर SPDT स्विच

A ¼ तरंगदैर्घ्य रेखा समानांतर विन्यास सकारात्मक-वोल्टेज नियंत्रण प्रणाली के साथ संयोजन में डाले जाने वाले नुकसान को नीचे सीमित करता है। 1 डीबी, के साथ स्विचिंग समय ≤ 500 ns.

• सहयोगात्मक अनुक्रमित डिजाइन

एम्बेड करके मिलान और फ़िल्टरिंग नेटवर्क एम्पलीफ़ायर और स्विच मॉड्यूल के बीच, इम्पीडेंस की एकरूपता को अनुकूलित किया जाता है, कैस्केड हानि को न्यूनतम किया जाता है, और समग्र चिप प्रदर्शन में सुधार होता है।.

3. प्रमुख प्रदर्शन संकेतक और परीक्षण परिणाम

आरएफ चिप केवल मापती है 2.25 मिमी × 1.40 मिमी, में उत्कृष्ट प्रदर्शन का प्रदर्शन करते हुए 27–31 गीगाहर्ट्ज़ आवृत्ति बैंड:

लघु-संकेत लाभ > 22 डीबी, समतलता प्राप्त करें ±1 डीबी

1 डीबी कंप्रेशन पर आउटपुट पावर > 21.5 डीबीएम

शक्ति-संवर्धित दक्षता (PAE) > 32%, अधिकांश समान Ka-बैंड आरएफ चिप्स से बेहतर प्रदर्शन करते हुए

चैनल आयाम स्थिरता < 0.5 डीबी, चरण संगति < 4°

कुल विद्युत खपत < 0.5 वाट, कम-शक्ति उपग्रह टर्मिनलों के लिए आदर्श

परीक्षणों से पुष्टि होती है कि आरएफ चिप अपने डिज़ाइन लक्ष्यों को निम्नलिखित के संदर्भ में पूरा करती है दक्षता, एकीकरण, और चैनल एकरूपता, इसे के लिए अत्यधिक उपयुक्त बनाता है उपग्रह इंटरनेट फ्रंट-एंड ट्रांसमीटर.

4. उपग्रह संचार प्रणालियों में आरएफ चिप्स का मूल्य

पारंपरिक उपग्रह टर्मिनल निर्भर करते हैं अलगा-अलग पावर एम्पलीफायर और स्विच, जिसके परिणामस्वरूप आकार बड़ा हो जाता है, इंटरफ़ेस हानियाँ अधिक हो जाती हैं, और चैनल की एकरूपता खराब हो जाती है।.

प्रस्तावित मोनोलिथिक के-बैंड आरएफ चिप इन समस्याओं को के माध्यम से हल करता है प्रक्रिया-स्तर और परिपथ-स्तर का अनुकूलन:

प्रणाली लघुकरण: एक ही चिप कई मॉड्यूलों की जगह ले लेती है, जिससे फ्रंट-एंड का आकार कम हो जाता है।.

बढ़ी हुई कार्यक्षमता: उच्च-दक्षता और कम-हानि वाला डिज़ाइन समग्र संचार गुणवत्ता में सुधार करता है।.

बड़े पैमाने पर उत्पादन में एकरूपता: GaAs PHEMT प्रक्रिया समान और विश्वसनीय चिप प्रदर्शन सुनिश्चित करती है।.

ये आरएफ चिप्स में व्यापक रूप से लागू किया जा सकता है भूमि टर्मिनल, वाहन-स्थापित स्टेशन, हवाई संचार प्रणालियाँ, और अधिक, एक बनाते हुए हार्डवेयर की नींव कुशल और विश्वसनीय अंतरिक्ष–भूमि एकीकृत नेटवर्कों के लिए।.

5. निष्कर्ष और परिप्रेक्ष्य

यह पेपर एक का परिचय देता है उच्च-प्रदर्शन का-बैंड आरएफ चिप सैटेलाइट इंटरनेट के लिए विशेष रूप से तैयार। आधारित GaAs पीएचईएमटी तकनीक, चिप एक कैस्केडेड डिज़ाइन का उपयोग करके एक पावर एम्पलीफ़ायर और स्विच सर्किट को एकीकृत करती है जो हासिल करती है उच्च लाभ, उच्च दक्षता, और कॉम्पैक्ट आकार.

प्रयोगात्मक परिणाम इसकी उत्कृष्ट कार्यक्षमता को प्रमाणीत करते हैं। 27–31 गीगाहर्ट्ज़ बैंड, वास्तविक दुनिया के इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के लिए मजबूत क्षमता प्रदर्शित करते हुए।.

आगे देखते हुए, जैसे-जैसे उपग्रह इंटरनेट के साथ विलय होता है 5जी/6जी नेटवर्क, आरएफ चिप्स इस दिशा में विकसित होती रहेंगी उच्च आवृत्तियाँ, व्यापक बैंडविड्थ, बहु-चैनल एकीकरण, और पुन: विन्यास योग्य आर्किटेक्चर. भविष्य के शोध का ध्यान इस पर केंद्रित होगा एम्बेडेड सुरक्षा तंत्र और बुद्धिमान बीमफॉर्मिंग क्षमताओं वाली आरएफ चिप्स, उपग्रह संचार प्रणालियों की अगली पीढ़ी को संचालित करना।.