طراحي تقويت‌كننده توان براي فرستنده‌هاي مخابراتي LTE باقابليت اعمال روش ET

كارشناسي ارشد

چكيده استفاده از روش‌هاي مدولاسيون پيچيده در استانداردهاي مخابرات سيّار نوين امروزي، باعث افزايش نسبت توان بيشينه به توان ميانگين(PAPR) در سيگنال‌هاي مخابراتي شده است. براي ارسال بدون اعوجاج چنين سيگنال‌هايي توسط فرستنده‌هاي مخابراتي و همچنين جلوگيري از نشت توان در كانال‌هاي مجاور، تقويت‌كننده‌ توان بيشتر زمان‌ها بايد در تواني كمتر از توان اشباع خود كار كند، كه اين امر موجب كاهش شديد بازدهي تقويت‌كننده توان مي‌شود. يكي از روش‌هاي افزايش بازدهي تقويت‌كننده توان در چنين سيستم‌هايي، روش ردگيري پوش(ET) است. در اين روش ولتاژ تغذيه تقويت‌كننده توان توسط يك مدولاتور تغذيه، متناسب با پوش سيگنال ورودي، تغيير داده مي‌شود. اين كار باعث كاهش توان اتلافي تقويت‌كننده توان و درنتيجه افزايش بازدهي آن مي‌شود. در اين پژوهش ابتدا با استفاده از مدل سيگنال‌بزرگ ترانزيستورCGH40045 كه يك ترانزيستور از نوع GaN HEMT است، يك تقويت‌كننده توان پربازده كلاس پيوسته، با توان خروجي 55 وات و پهناي‌باند 400 مگاهرتز طراحي و شبيه‌سازي‌شده است. در طراحي تقويت‌كننده توان از تركيب روش كشش-بار و كشش-منبع و يك روش تحليلي براي كنترل امپدانس هارمونيك‌هاي دوم و سوم استفاده‌شده است. در ادامه با مدل‌سازي رفتار يك مدولاتور تغذيه، عملكرد تقويت‌كننده توان طراحي‌شده براي استفاده در تقويت‌كننده ردگير پوش، ارزيابي‌شده است. همچنين اثر ناايده‌آلي در مسير پوش بر روي عملكرد تقويت‌كننده توان، بررسي‌شده است. در ولتاژ تغذيه ثابت 28 ولت، بيشينه بازده توان افزوده در باند فركانسي 2.2 تا 2.6 گيگاهرتز، 67% و متوسط توان خروجي 55 وات به‌دست‌آمده است. ميانگين بهره سيگنال‌بزرگ بدست‌آمده در P1dB، dB16 است. تقويت‌كننده طراحي‌شده 6 باند LTE با فركانس‌هاي مركزي بين 2.1 تا 2.6 گيگاهرتز را پوشش مي‌دهد. در شبيه‌سازي تقويت‌كننده توان با سيگنال ورودي LTE با پهناي‌باند 20 مگاهرتز و نسبت توان بيشينه به توان ميانگين 8.5 دسي‌بل، ميانگين بازده توان افزوده 33% به‌دست‌آمده است. اين مقدار بعد از استفاده از روش ردگيري پوش، تا 15% افزايش‌يافته است كه نشان‌دهنده عملكرد مناسب اين تقويت‌كننده توان براي استفاده در روش ردگيري پوش است. واژه‌هاي كليدي: تقويت‌كننده توان كلاس پيوسته، تقويت‌كننده توان ردگير پوش، GaN HEMT، تقويت‌كننده توان ايستگاه مبناي LTE.

188645

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر جواد ياوند‌حسني