NASA与失联两年的卫星重建通信背后，这项关键技术不得不说

当地时间8月23日，NASA宣布与在太空迷失了长达两年的Stereo-B无人航天器重新取得联系，可喜可贺！该航天器原本设计寿命仅为两年，然而服役近二十年后仍能正常工作，在其背后支持的抗辐照射频器件功不可没。

NASA 宣布与失去联系将近两年的 STEREO-B 卫星重新建立通信。日地关系天文台（STEREO）是 NASA 在 2006 年 10 月发射的两颗太阳观测卫星，分别位于地球绕太阳公转的轨道前方和后方，旨在不同角度对太阳进行立体观测，拍摄太阳的三维图像，原计划工作两年，但就像 NASA 的漫游车一样，它超期服役了。

2014 年 10 月 1 日，NASA 与其中一颗卫星 STEREO-B 失去了联系，当时卫星正绕行到太阳的另一面。太阳辐射会对信号造成严重干扰，STEREO-B 进入干扰区后会与地球失去联络 3 个月时间，为了避免通信问题，地面操作人员设置了一个每三天重置的周期。但在测试硬重置时通信却中断了。2016 年 8 月 21 日， NASA 的深空网络与 STEREO-B 恢复了通信。STEREO-A 则一直工作正常。

Stereo任务执行负责人Dan Ossing表示：太阳放射的波几乎涵盖各个波段，因此成为了太空中最大的干扰源。大多数深空任务只需要每天处理太阳干扰问题一次，但对于Stereo航空器来说，这一次就持续近四个月。

抗辐照射频器件功不可没

半导体器件大多是辐射敏感器件，辐射环境对这些器件的性能会产生不同程度的影响，甚至使其失效。选择抗辐射加固的器件应用在空间辐射环境中，将能提高航天器的可靠性和使用寿命。

不同波长的太阳耀斑

空间辐射环境主要来自宇宙射线、太阳耀斑辐射及环绕地球的内外范·艾伦辐射带等。虽然辐射剂量率很低，但由于它有累积效应，当剂量率累计到一定值时，会使半导体器件的性能发生变化，严重时将导致电子设备不能正常工作。也就是说，暴露在辐照的时间越长，半导体器件受损的几率越大。此次服役近二十年的 STEREO-B依然能够和深空网络建立无线通信，在背后提供支持的抗辐照射频器件功不可没。

这两种材料具有优异的抗辐照性能

作为第三代半导体材料，GaN与SiC均具有不俗的抗辐照能力。

GaN晶体结构

研究表明，在GaN基HEMT中，由于晶格畸变，GaN界面形成了压电场。该压电场，一带来了二维电子气，使得载流子可从源到漏穿越晶体管；二提供了一个电子诱导环境，通过再注入的辐照引入的缺陷，带来了能够散射到二维电子气之外的载流子。这样，散射率增加，迁移率降低，还不会对二维电子气载流子密度产生显著影响。也就是说，GaN HEMT的固有结构使其具备强抗辐照能力。

SiC晶体结构

SiC 在不同物理化学环境下能形成不同的晶体结构,这些成分相同、形态、构造和物理特性有差异的晶体称为同质多象变体( 多晶型)。虽然不同晶型的SiC抗辐照能力不同，但总体说来SiC 器件可以抵御太空中强大的射线辐射，在核战或强电磁干扰作用的时候，SiC 电子器件的耐受能力远远超过硅基器件。

GaN-on-SiC器件适合航天应用

因为具有上佳的抗辐照性能，Qorvo的碳化硅基氮化镓(GaN-on-SiC)器件非常适合航空航天应用。碳化硅基氮化镓现已成为一种出色的器件制造技术，与传统砷化镓(GaAs)赝晶型高电子迁移率晶体管(pHEMT)技术相比，具有高功率密度（典型值大于5W/mm）、高漏极工作电压（典型值为20V至48V），及大体相当的增益和漏极效率特性。

Qorvo GaN-on-SiC 产品选型表