Qorvo新推出的增强型mmWaveSpatium放大器在紧凑的外壳内提供了出色的综合效率和带宽，适用于诸如卫星地面基站，5G基础设施，雷达和电子战等高性能应用。凭借其最新的GaNMMIC技术，RF Qorvo开发了两种mmWaveSpatium产品，并且两种产品均已实现量产：QPB2731：它可以在27-31GHz的频率范围内提供100W的输出功率。
QPB3238：它可以在32-38GHz的频率范围内提供100W的输出功率。这两个固态功率放大器（SSPA）可以处理连续波（CW），脉冲和调制RF波形，并具有两个偏置选项以满足应用需求。
像以前的Spatium技术一样，mmWaveSpatium使用层压天线结构，因此可以在准横向电磁（TEM）同轴环境中集成16个元件。从理论上讲，这使SSPA的功率比每个MMIC的功率高12dB。
在制造放大器之前，Qorvo设计了一种无源结构来评估组合网络的性能，以在不使用MMIC的情况下复制放大器的RF路径。在输入端，RF信号通过2.92毫米母连接器进入，然后在大同轴区域内物理扩展为叠层的端射天线阵列。
该阵列将RF信号分为16个相等的信号，每个信号每个都有一条微带传输线，连接到MMIC的输入（见图1）。然而，在无源结构中，微带传输线连接到另一个叠层天线阵列，该叠层天线阵列在输入端反向。
在大多数情况下，高功率放大器（HPA）的输出需要具有适当功率处理能力的输出连接，例如WR28波导。此无源测试结构的输出使用2.92mm母连接器与标准网络分析仪进行宽带连接。
每个层压板都焊接到镀银的铜刀片上，从主轴上看时会形成1/16的楔形。核心叠层材料选择使用AGCTaconicTLY-5Z，因为该材料具有较低的介电常数（εr= 2.2）和相对较低的介电损耗角正切（在10GHz频率下tanδ= 0.0015），这有助于实现天线的宽带和低损耗结构的性能。
尽管无源层压板上的金属镀层覆盖了一层符合IPC要求的浸没银层，以防止铜氧化，但放大器设计通常使用镀金，以便与MMIC上的金线键合。图2无源元件的插入损耗（a）和回波损耗（b）的仿真和测量值的比较使用ANSYSHFSS设计和分析了无源结构。
图2显示了被动结构的插入损耗和回波损耗的仿真值和测量值的比较。尽管测量值（红线）和模拟值（蓝线）之间的偏差很小，但通常两者之间的相关性相对较高，观察到的性能可用于放大器的开发。
插入损耗测量反映了整个RF路径的损耗，即输入和输出损耗。在SSPA中，MMIC沿输出方向排列，因此微带传输线的50％以上位于MMIC之前。
因此，合理估计输出插入损耗为0.67dB，可以实现86％的综合效率。图3 QPA2211（a）和TGA2222（b）的典型输出功率和PAE。
在QPB2731设计中，选择了Qorvo的QPA2211GaNMMIC作为HPA。 QPA2211旨在提供14W的饱和输出功率和5W的线性CW输出功率，并且在CW工作条件下可以实现34％的功率附加效率（PAE）（请参见图3）。
在QPB3238N设计中，选择TGA2222GaNMMIC作为RFHPA。其指定的CW饱和输出功率为40.2dBm，在32-38GHz频率范围内的PAE为22.3％，芯片的背面温度为25°C（见图3）。
两种器件均使用Qorvo的0.15μmSiC衬底GaN生产工艺（QGaN15）。图4显示了在25°C的钳位温度下测得的QPB2731（a）和QPB3238（b）的输出功率和漏极效率。
图4显示了在25°C的钳位温度下测得的QPB2731和QPB3238SSPA的输出功率和漏极效率。请注意，芯片和SSPA数据之间的热参考点有所不同。
当在具有CW信号的饱和功率条件下工作时，自热可能会增加芯片背面的温度，使其比SSPA钳位温度高50°C以上。因此，图3和图4未示出“一对一”图1。
比较;但是，从图中可以看出，在组合每个MMIC的功能之后，mmWaveSpatium平台的性能很好。为了促进系统集成，Qorvo为mmWaveSpa提供了两个偏置选项。
QPB3238：它可以在32-38GHz的频率范围内提供100W的输出功率。这两个固态功率放大器（SSPA）可以处理连续波（CW），脉冲和调制RF波形，并具有两个偏置选项以满足应用需求。
像以前的Spatium技术一样，mmWaveSpatium使用层压天线结构，因此可以在准横向电磁（TEM）同轴环境中集成16个元件。从理论上讲，这使SSPA的功率比每个MMIC的功率高12dB。
在制造放大器之前，Qorvo设计了一种无源结构来评估组合网络的性能，以在不使用MMIC的情况下复制放大器的RF路径。在输入端，RF信号通过2.92毫米母连接器进入，然后在大同轴区域内物理扩展为叠层的端射天线阵列。
该阵列将RF信号分为16个相等的信号，每个信号每个都有一条微带传输线，连接到MMIC的输入（见图1）。然而，在无源结构中，微带传输线连接到另一个叠层天线阵列，该叠层天线阵列在输入端反向。
在大多数情况下，高功率放大器（HPA）的输出需要具有适当功率处理能力的输出连接，例如WR28波导。此无源测试结构的输出使用2.92mm母连接器与标准网络分析仪进行宽带连接。
每个层压板都焊接到镀银的铜刀片上，从主轴上看时会形成1/16的楔形。核心叠层材料选择使用AGCTaconicTLY-5Z，因为该材料具有较低的介电常数（εr= 2.2）和相对较低的介电损耗角正切（在10GHz频率下tanδ= 0.0015），这有助于实现天线的宽带和低损耗结构的性能。
尽管无源层压板上的金属镀层覆盖了一层符合IPC要求的浸没银层，以防止铜氧化，但放大器设计通常使用镀金，以便与MMIC上的金线键合。图2无源元件的插入损耗（a）和回波损耗（b）的仿真和测量值的比较使用ANSYSHFSS设计和分析了无源结构。
图2显示了被动结构的插入损耗和回波损耗的仿真值和测量值的比较。尽管测量值（红线）和模拟值（蓝线）之间的偏差很小，但通常两者之间的相关性相对较高，观察到的性能可用于放大器的开发。
插入损耗测量反映了整个RF路径的损耗，即输入和输出损耗。在SSPA中，MMIC沿输出方向排列，因此微带传输线的50％以上位于MMIC之前。
因此，合理估计输出插入损耗为0.67dB，可以实现86％的综合效率。图3 QPA2211（a）和TGA2222（b）的典型输出功率和PAE。
在QPB2731设计中，选择了Qorvo的QPA2211GaNMMIC作为HPA。 QPA2211旨在提供14W的饱和输出功率和5W的线性CW输出功率，并且在CW工作条件下可以实现34％的功率附加效率（PAE）（请参见图3）。
在QPB3238N设计中，选择TGA2222GaNMMIC作为RFHPA。其指定的CW饱和输出功率为40.2dBm，在32-38GHz频率范围内的PAE为22.3％，芯片的背面温度为25°C（见图3）。
两种器件均使用Qorvo的0.15μmSiC衬底GaN生产工艺（QGaN15）。图4显示了在25°C的钳位温度下测得的QPB2731（a）和QPB3238（b）的输出功率和漏极效率。
图4显示了在25°C的钳位温度下测得的QPB2731和QPB3238SSPA的输出功率和漏极效率。请注意，芯片和SSPA数据之间的热参考点有所不同。
当在具有CW信号的饱和功率条件下工作时，自热可能会增加芯片背面的温度，使其比SSPA钳位温度高50°C以上。因此，图3和图4未示出“一对一”图1。
比较;但是，从图中可以看出，在组合每个MMIC的功能之后，mmWaveSpatium平台的性能很好。为了促进系统集成，Qorvo为mmWaveSpa提供了两个偏置选项。