Analyse einer analogen Millimeter-Wellen Vorverzerrung für Raumfahrtapplikationen

Abstract

Im Rahmen der Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)-Microwave Theory & Techniques (MTT)-Sat-Challenge entwickelt das Institut für Robuste Leistungshalbleiter von der Universität Suttgart einen vor-verzerrten W-Band Galium-Nitrid (GaN) Halbleiterverstärker (SSPA, Solid-State Power Amplifier) mit zusätzlicher Effizienzsteigerung und passender GaN Gleichstrom (DC, Direct Current)-Versorgung für einen Cube-Sat. Diese Arbeit analysiert die Eignung analoger Vorverzerrungskonzepte für den Leistungsverstärker (PA, Power Amplifier) und unterstützt das Projekt hinsichtlich des „Proof of Concept“. Die eingesetzten Transistoren sind metamorphe Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit (mHEMT) aus dem 50nm-Prozess des Fraunhofer Instituts für angewandte Festkörperphysik. Im Verlauf der Arbeit wird das Verhalten von Intermodulations (IM)-Produkten hinsichtlich Betrag und Phasenlage in Abhängigkeit der analogen Verstärkerklassen mittels einer Taylor-Reihe und Simulationen untersucht. Schwerpunkt der Analyse ist das Kleinsignal (SS, Small Signal)- und Großsignal (LS, Large Signal)-Verhalten der in-Band IM-Produkte dritter Ordnung (IM3).