EO_457

ANALOG/MIXED SIGNAL

RADAR IC

- ELETTRONICA OGGI 457 - OTTOBRE 2016

na pietra miliare nel processo di continua in-

novazione delle tecnologie militari e aerospa-

ziali è certamente costituita dai sistemi radar,

utilizzati come apparati di identificazione di oggetti

nemici, sia attraverso le installazioni nelle basi e sui

mezzi di terra, sia su navi e aerei. La tecnologia radar

sembra anche una delle aree nel settore della Difesa

dove attualmente si stanno investendo molte energie

di ricerca e sviluppo per la realizzazione dei sistemi di

identificazione di nuova generazione.

In particolare, nell’ambito della progettazione dei ra-

dar e dei sistemi ECM (electronic countermeasure)

di contrattacco, sta crescendo da parte dei tecnici la

considerazione per gli amplificatori di potenza a stato

solido e i semiconduttori basati sulla tecnologia GaN

(Gallium Nitride - nitruro di gallio). In effetti questi se-

miconduttori stanno suscitando interesse per la loro

potenzialità di innovare fortemente il settore, e diven-

tare i principali candidati in grado di influenzare, nei

prossimi anni, gli approcci ingegneristici con cui i si-

stemi radar verranno sviluppati e realizzati.

Quello dei radar è del resto un comparto dove gli ap-

parati devono operare ad alte prestazioni, e dove sono

in gioco elevate potenze e frequenze. Qui, per molti

anni dall’invenzione di questi sistemi di rilevamento

degli oggetti, la tecnologia utilizzata come principale

fonte di potenza è stata rappresentata dai dispositi-

vi VED (vacuum electron device), ossia tubi a vuoto

e valvole termoioniche come i TWTA (traveling-wave

tube amplifier) – in italiano tubi a onda progressiva –

che vengono usati come amplificatori di potenza. Per

quanto questi dispositivi ‘preistorici’ possano anco-

ra alimentare le attuali applicazioni nei sistemi radar

militari e nelle applicazioni di guerra elettronica (EW

- electronic warfare), le continue innovazioni tecnolo-

giche avvenute in questi anni stanno agendo da forte

stimolo, che prevedibilmente porterà a una loro pro-

gressiva sostituzione con device più moderni e basati

su tecnologia a stato solido.

Tecnologia GaN in ascesa

Nell’ambito dell’elettronica di potenza, i semicondut-

tori WBG (wide band gap), come il carburo di silicio

(SiC) o il nitruro di gallio (GaN) rappresentano disposi-

tivi sempre più interessanti per ingegneri e progettisti,

in virtù delle loro caratteristiche fisiche, che gli per-

mettono di oltrepassare i limiti, in termini di potenza

e frequenza, manifestati dai device in silicio, e di otte-

nere notevoli miglioramenti delle performance, senza

considerare la loro la capacità di funzionare in am-

bienti dove esistono condizioni estreme. I device WBG

mostrano, ad esempio, una maggior conduttività termi-

ca, una maggior affidabilità, una minore on-resistance,

sono in grado di operare a temperature elevate, e an-

che in alte frequenze. In particolare nel campo dei ra-

dar militari, i semiconduttori WGB basati su tecnologia

GaN stanno diventando sempre più oggetto d’attenzio-

ne e valutazione per chi si occupa della realizzazione

di questi sistemi. E soprattutto in questi ultimi anni, in

cui dispositivi VED, o gli amplificatori HPA (high power

amplifier), fabbricati su semiconduttori GaAs (Gallium

Arsenide - arseniuro di gallio) o su device a stato so-

Amplificatori GaN nel futuro

dei radar militari

Giorgio Fusari

I dispositivi realizzati su nitruro di gallio

promettono più sensibilità, compattezza

ed efficienza nei sistemi di rilevamento

di nuova generazione

Fig. 1 – Un radar AESA (Fonte: Northrop Grumman)