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MICROWAVE OFFICE® サクセス・ストーリー
MILMEGA
MILMEGA社は、AWRのソフトウェアとCree社の非線形モデルを利用し、小型/高出力窒化ガリウム（GaN）増幅器を開発
設計上の課題
1-8ギガヘルツ帯域で動作する高信頼性ならびに高出力特性を持つ製品として知られているMILMEGA社の新しい増幅器の設計は、EMC（電磁両立性）に対応し、1ギガヘルツ増幅器ファミリーの代替えとしての要求に応えるものとなっています。そして、それは20年先を目指したものとなっています。
MILMEGA 80RF1000 増幅器は、175Wから1000Wまでの電力域、80メガヘルツから1000メガヘルツまでの帯域に対応しています。窒化ガリウム（以下GaN）デバイス技術を取り入れることで、これら増幅器は比類無い電力密度、パフォーマンス、マルチ・オクターブ域をカバーし、更に競合製品と比較しコンパクト化を実現できました。
最初の段階から、設計チームは最新のデバイス技術と設計ソフトウェアを利用し、最小、最軽量、高効率、組み立てと保守の容易性を追求し、EMCテスト市場にフォーカスした製品のリリースに注力しました。
解決策
前述の設計目標は、下記に示す主要技術により達成できます。
- AWR提供のハーモニックバランス・シミュレーション・ソフトウェア
- Cree社から提供可能な高精度デバイスモデル
- 特性の確定しているワイド・バンドギャップ・デバイス
- 利用可能なコンピュータ・ハードウェアを生かした素晴らしいアルゴリ
ズムによる解析能力
AWRの設計ソフトウェア環境とそれに統合化された高精度な精度を持つCree社提供の非線形モデルの利用は、プロジェクトの成功を期する上で、重要な要素でした。そこで、Microwave Officeは、RF設計の全ての局面で利用され、特にそれぞれのMILMEGA増幅器のデバイス周辺の基本にある主要コンポーネント設計に利用されました。AWRのハーモニックバランス・ソルバにある拡張されたモデリング機能により、ABバイアスとプッシュ・プル構成におけるGaNディアル・デバイスの持つ能力の検討に役立ちました。
高電力、マルチ・オクターブ帯域バランが利用され、それらはAWRのソフトウェアで設計されました。広帯域組込モデルとして利用されました。寄生的効果は、各種技術論文や社内での経験則を取り入れモデル化されています。最初にバランを試作し、その計測特性がSパラメータ・ブロックとして、回路プロジェクトに読みました。その後、整合回路が、広帯域で安定利得を形成する様、線形シミュレータを利用し設計されました。更に、Cree社のモデルにあるセルフ・ヒーティンング特性を利用し、デバイスの許容動作温度の検証を広範囲に行いました。これらの結果は、検証/検討がなされ最初の試作で高い精度を実現できました。
最後に、AWRソフトウェアの特徴でもあるプログラミング機能を利用して、簡単にスクリプトを作成できました。これでえ、電力に対するP1dBと利得エラーなどの非線形パフォーマンスを検討する上で重要な値を検索する際に利用しました。これらのスクリプトは、機能強化がなされ、全周波数域での最適なP1dBのデバイスマッチンングを得るための最適化のために利用しています。AWRのスクリプト機能を利用した、この種の最適化は、AWRソフトウェア製品の大きな特徴でもあります。
ダウンロード
｢AWRの設計ソフトウェア環境とそれに統合化された高い精度を持つCree社提供の非線形モデルの利用は、プロジェクトの成功を期する上で、重要な要素でした。また、最適化のために、独自のスクリプトを作成できることは、これも成功のための重要要素のひとつであります。｣
Andy Kozakewycz
Senior Microwave Design Engineer
MILMEGA
Microwave Officeでの回路図と電力スイープと安定度解析のためのシミュレーション結果
機械的モデルとして表示した60W電力ブロック（上図）、Microwave Officeを利用した電力ブロックのレイアウト（下図）