통신 위성 및 비행 안테나 플랫폼은 5세대 및 6세대(5G, 6G) 글로벌 모바일 네트워크의 포괄적이고 탄력적인 운영에 기여할 수 있습니다.그러나 이를 위해서는 밀리미터파(mmW) 주파수 스펙트럼의 상당 부분을 재할당해야 하므로 Ka-(27~31GHz), Q-(37.5~37.5~31GHz) 위성 통신에는 더욱 강력한 무선 주파수 기술이 필요합니다.42.5GHz) 및 W 밴드(71~76GHz).

이것들주파수 대역모바일 위성 인터넷(SatCom on the Move, SOTM)은 물론 피더 링크 및 위성 간 링크(ISL)에 더 높은 전력 효율성을 제공합니다.필요한 기술을 개발하기 위해,프로젝트Magellan'GEO 및 LEO 능동 안테나 애플리케이션용 고효율 mm-Wave GaN 트랜지스터 고출력 증폭기'는 2024년에 출시되었습니다.

마젤란의 프라운호퍼 응용고체물리연구소(IAF)는 유럽우주국(ESA)을 대신하여 와이드 밴드갭 화합물 반도체를 기반으로 하는 고효율 위성 통신용 HEMT(고전자 이동도 트랜지스터) 및 증폭기 회로를 개발하고 있습니다.질화갈륨(GaN).

이들은 낮은 지구 궤도(LEO, 지구 표면 위 200~2,000km)와 정지 지구 궤도(GEO, 적도 위 35,786km)에서 작동하도록 고안되었습니다.Magellan의 추가 프로젝트 파트너로는 United Monolithic Semiconductors GmbH와 TESAT-Spacecom GmbH & Co. KG가 있습니다.해당 프로젝트는 2024년부터 2027년까지 진행된다.

뛰어난 효율성과 선형성을 갖춘 GaN 기반 HEMT 및 고전력 증폭기 MMIC

"우리는 현재 기술 수준에 비해 훨씬 더 높은 효율을 달성하는 GaN 기술을 개발하고 싶습니다. 이를 위해서는 트랜지스터의 게이트 길이를 100nm 미만의 크기로 줄여야 합니다."라고 Dr.Fraunhofer IAF의 Magellan 프로젝트 코디네이터인 Philipp Döring.

그러나 매우 작은 구조 크기는 파괴적인 단채널 효과를 유발하여 구성 요소의 신뢰성과 성능에 부정적인 영향을 미칩니다.

이에 연구팀은 차단 주파수가 140GHz 이상인 신기술 노드에 집중하고 있다.개발될 이 GaN07 기술을 통해 연구원들은 대부분의 단채널 효과를 피하면서도 부품에 대한 프로젝트 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

두 번째 중요한 프로젝트 목표는 새로 개발된 GaN HEMT를 사용하여 Ka-, Q- 및 W-대역에서 솔리드 스테이트 전력 증폭기(SSPA)용 모놀리식 마이크로파 집적 회로(MMIC)를 구현하는 것입니다.

SSPA는 소형화, 견고성 및 저렴한 비용이 특징입니다.GaN07 HEMT를 사용하여 제조된 SSPA는 현재 사용 가능한 하드웨어보다 더 효율적이고 선형적이며 우주 방사선에 대한 저항력이 더 높아야 합니다.이 전체 패키지는 GaN07 SSPA를 우주 애플리케이션에 매우 매력적으로 만듭니다.

기술개발부터 산업화까지

Fraunhofer IAF는 Magellan 프로젝트를 조정하고 있습니다.연구소는 또한 새로운 GaN07을 개발하기 위해 광범위한 연구 인프라를 사용하고 있습니다.기술, 이를 기반으로 HEMT 및 MMIC를 구현하고 생산된 하드웨어를 특성화하고 평가합니다.

파트너인 TESAT와 UMS는 위성 통신에 MMIC를 적용하고 부품 상용화에 대한 전문 지식을 제공합니다.목표는 반도체 개발부터 우주 응용까지 유럽의 가치 사슬을 활성화하는 것입니다.

제공자:프라운호퍼 응용고체물리연구소