С помощью новых чипов ученые XU повысили мощность радаров на 40%
Группа исследователей из Сианьского электротехнического университета разработала революционный метод охлаждения нитрид-галлиевых (GaN) чипов, который значительно повышает эффективность радиолокационных систем. Основной задачей этого метода является предотвращение перегрева полупроводниковых компонентов, работающих при высоких напряжениях и частотах. Это позволяет увеличить производительность систем без необходимости их физического расширения или увеличения массы.
Принцип работы метода
Метод охлаждения основан на использовании высокоэффективных жидкостных радиаторов и тепловых трубок, которые обеспечивают быстрое и равномерное распределение тепла от чипа к охлаждающей жидкости. В отличие от традиционных методов, основанных на воздушных радиаторах, жидкостное охлаждение позволяет отводить значительно больше тепла при меньших размерах и массе системы. Это особенно важно для радиолокационных систем, где каждый грамм и каждый сантиметр имеют значение.
Преимущества технологии
Созданные нитрид-галлиевые чипы обладают способностью работать в X- и Ka-диапазонах, что критически важно для современных радиолокационных систем, спутниковой связи и передачи данных на высоких скоростях. Эти диапазоны обеспечивают более высокую проникающую способность радиоволн и позволяют создавать более компактные и мощные устройства.
Профессор Чжоу Хун отметил, что усовершенствованная тепловая архитектура данных чипов позволяет значительно увеличить дальность обнаружения целей при сохранении компактных размеров оборудования. Это достигается за счет более эффективного использования энергии и уменьшения тепловыделения, что позволяет увеличить время работы радиолокационных систем без необходимости их регулярного обслуживания.
Применение в гражданских областях
Технология жидкостного охлаждения нитрид-галлиевых чипов имеет огромный потенциал для применения в гражданских областях. Одним из ключевых направлений является телекоммуникационная индустрия. Она способствует расширению зоны покрытия сетей и снижению энергопотребления, что является ключевым фактором для развертывания сетей пятого поколения (5G) и перспективных сетей шестого поколения (6G).
В условиях растущего спроса на мобильные данные и необходимости обеспечения высокоскоростной связи в удаленных и труднодоступных районах, использование нитрид-галлиевых чипов с жидкостным охлаждением становится особенно актуальным. Такие устройства позволяют создавать более эффективные и надежные системы связи, которые могут работать в экстремальных условиях.
Военные применения
Китайские истребители J-20 и J-35 уже оснащены нитрид-галлиевыми радарами, обеспечивающими более высокую дальность обнаружения и точность по сравнению с предшествующими системами. Эти радары работают на основе нитрид-галлиевых транзисторов, которые обладают высокой мощностью и эффективностью при работе в экстремальных условиях. Использование жидкостного охлаждения позволяет значительно увеличить время работы таких систем, что особенно важно для боевых самолетов, которые могут находиться в воздухе в течение нескольких часов.
Перспективы развития
Исследователи из Сианьского электротехнического университета продолжают работать над улучшением технологии охлаждения нитрид-галлиевых чипов. Они планируют использовать новые материалы и методы, которые позволят еще больше повысить эффективность охлаждения и снизить энергопотребление. Это открывает новые возможности для создания еще более мощных и компактных радиолокационных систем, которые могут быть использованы в различных областях, от обороны до гражданской инфраструктуры.
Заключение
Инновационный метод охлаждения нитрид-галлиевых чипов представляет собой значительный прорыв в области радиолокационных технологий и телекоммуникаций. Он позволяет создавать более мощные и эффективные устройства, которые могут работать в экстремальных условиях и обеспечивать высокую производительность при минимальных затратах энергии. Это открывает новые перспективы для развития как военных, так и гражданских технологий, делая их более надежными и доступными.