Transístores, em breve no
espaço foram produzidos
por FBH (Ferdinand Braun
Institute) na Alemanha no
ambito de um projeto da
ESA
criado
para
a
“Performance Benchmarking
of European GaN Epitaxial Wafer Suppliers” trasisitores
aplicados em chip de 660x360nm (nanometros) conectados
diretamente ao circuito através pequenos fios de ouro e
colados diretamente a caixa da estrutura com cola a base
de prata.
Placa
de
Controlo
responsável
pela
continua
monitorização de parâmetros como potência, dissipação
térmica, nível de radiação e temperatura ambiente.
Proporciona autoteste da eletrónica e está preparada para
desligar qualquer eletrónica presença de algum alerta de
mau funcionamento ou na necessidade de garantir a
autonomia dos recursos energéticos do satélite para
operação de mais alta relevância.
A PRIMEIRA EXPERIÊNCIA
EUROPEIA EM GAN
NO ESPAÇO.
Uma experiência que estará abordo do satélite
AlphaSat desenvolvida num projeto da ESA (Agência
espacial Europeia) liderado pela EFACEC com a
colaboração do Instituto de Telecomunicações Universidade de Aveiro, Portugal com o suporte do
FBH (Ferdinand Braun Institute, Leibniz-Institut für
Höchstfrequenztechnik), na Alemanha.
Experiência consiste na
medida remota da potência
de saída de um oscilador na
gama
das
micro-ondas
servirá de mostra para
prever o comportamento
dos
equipamentos
de
telecomunicações de potência com esta tecnologia a
bordo dos satélites. A experiência é constituída por 4
osciladores, numero que resultou de um compromisso
entre a informação estatística suficiente e o espaço físico
alocado
a
experiencia.
Será
também
medido
continuamente a temperatura e o nível de radiação
cósmica a qual estará submetida a eletrónica. Todas
estas informações serão enviadas para terra para análise.
Projeto teve várias etapas
que vão desde a definição de
requisitos em conjunto com a
ESA, projeto e simulação
ferramentas CAD de última
geração até a realização de
protótipos e respetivos e
inúmeros testes práticos.
edioma
Instituto de Telecomunicações – Grupo de Sistemas Rádio
Universidade de Aveiro - 3810-193 Aveiro - Portugal
Tel: +351 234 377 900
http://labrf.av.it.pt/space
e-mail: [email protected]
Equipa:
Nuno Borges de Carvalho - [email protected]
Hugo Mostardinha - [email protected]
Pedro Cabral - [email protected]
Instituto de Telecomunicações – Grupo de Sistemas Rádio
Universidade de Aveiro - 3810-193 Aveiro - Portugal
Tel: +351 234 377 900
http://labrf.av.it.pt/space
e-mail: [email protected]
m1
freq=2.159GHz
vs(dBm(HB.Vout), freq)=-2.721
Lançamento programado para 25
Julho de 2013, Alphasat I-XL será
transportado por um Ariane 5 ECA a
partir
da
Guiana
Space
Center,
plataforma de lançamento Europeia em
Kourou, French Guinea. O satélite foi construído pela
Astrium usando a plataforma Alphabus. A nova geração de
Alphasat I-XL e será posicionada a 25 graus Este, o qual
fará parte da frota Inmarsat’s atualmente de 11 satélites
geoestacionários que oferecem serviços topo em
comunicação de voz e dados móveis para a Europa, Africa
eu Médio Oriente. Com uma esperança de vida estimada de
15 anos.
Nitrato de Galium (GaN)
é usado atualmente em
aplicações terrestres como
LEDs (Light Emitting Diodes)
e
aplicações
de
Rádio
frequência até cerca de 60
GHz. Apresenta múltiplas
vantagens, comparado com as mais convencionais
tecnologias de semicondutores baseadas em Silício e GaAs
0
a) m1
Oscillator Output Spectrum
-10
dBm(HB.Vout)
AlphaSat
é
um
satélite
geoestacionário com lançamento
previsto para Janeiro de 2013.
Um
satélite
comercial
que
fornecerá serviços móveis de
multimédia,
providenciará
também as experiências abordo
verdadeiro habitat de espaço,
neste caso em concreto o teste de sobrevivência de
transístores de RF para a indústria aeroespacial e militar.
Será a primeira missão com teologia europeia de
transístores de Nitrato de Galium no Espaço.
(Arseneto de Gálio). A mais
importante vantagem é o fato de
ser inerte a radiação cósmica
seguida da sua alta tensão de
-20
-30
-40
rotura
(10 vezes superior
-60
comparando com o Silício),
-70
0
2
4
6
8 10 12 14 16 18
freq, GHz
capacidade de dissipação de
potência e finalmente o preço. Proporciona assim
equipamentos de alta velocidade mais compactos com
significante aumento de potência a mais baixo custo. Nas
aplicações espaciais, reduzirá a vulnerabilidade a radiação
cósmica, característica de vital importância e
decisiva em relação a utilização deste semicondutor.
-50
Protótipo
desenhado
e
construído
ultrapassando
novos desafios para o meio
académico
e
industrial
impostos
pelas
rígidas
exigências do mundo aeroespacial e militar ao nível dos
componentes de construção e ao rigor do controlo de
qualidade.
Testes funcionais, verificação de requerimentos foram
efetuados para garantir a operacionalidade em condições
extremas. Estes incluíram: testes de robustez Mecânica,
vácuo, comportamento térmico e EMC (compatibilidade
eletromagnética). Estes testes foram efetuados em parceria
com múltiplas entidades desde a ANACOM em Portugal até
o ESTEC (European Space Research
and Technology Centre) na Holanda.
20
Sucesso
desta
tecnologia
em
aplicações
espaciais
apresentará um enorme
potencial no futuro da
indústria
aerospacial.
Proporcionará a substituição da atual eletrónica de
telecomunicações por eletrónica baseada em dispositivos
GaN, com maior densidade de potências por unidade de
volume e sistemas substancialmente mais leves e
económicos.
Osciladores eletrónica
que tem por base de
funcionamento o alvo a
experiência
(transístores GaN) bem
como os detetores de
potência assemblados em quatro caixas de liga
aeroespacial. Estas caixas elaboradas numa liga de
alumínio e silício selecionado de acordo com o coeficiente
de expansão térmica garantido a compatibilidade com
todos os componentes envolvidos nestes módulos. São
extremamente
leves, proporcionam
uma excelente
condutividade elétrica e térmica. Permite assim uma
perfeita dissipação passiva da potência dissipada e garante
que os sinais de rádio gerados no interior das não
interfiram na restante eletrónica do satélite. Sendo a
geração do sinal e sua sequente medida de potência
efetuada dentro das respetivas caixas.