19311

۱۹۳۱۱

طراحي و شبيه سازي تقويت كننده ي توان كلاس جي پهن باند با استفاده از شبكه ي تطبيق وفقي به هدف بررسي بهبود بازدهي

كارشناسي ارشد

مخابرات ميدان

۱۳۹۴-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۳/۹

دكتر احمد چلداوي

دكتر مجيد طيراني

برق

يكي از قسمت هاي مهم فرستنده ها ، تقويت كننده ي توان آنهاست. براي اينكه يك فرستنده ي پر بازده داشته باشيم بايد بازدهي تقويت كننده ي توان آنرا بالا ببريم چون تقويت كننده ي توان ، تنها قسمتي از فرستنده ها است كه توان زيادي مصرف مي كند. براي افزايش بازدهي تقويت كننده ي توان از آنجا كه آنها تنها در بيشينه ي توان خروجي خود بيشترين بازدهي را دارند و ما مي خواهيم آنها را براي تقويت سيگنال هاي مدوله شده با PAPR بالا به كار ببريم ، ناچار به استفاده از روش هايي هستيم تا بازدهي تقويت كننده ها را در عقب نشيني هاي توان بالا افزايش دهيم و در نتيجه بازدهي ميانگين كل افزايش يابد. روش هاي افزايش بازدهي متنوعي وجود دارد كه ما در اين پروژه روش تطبيق قابل تنظيم با استفاده از ديود وركتور را بررسي كرده و در نهايت تقويت كننده ي پهن باند را با اين روش طراحي كرده ايم. همچنين به دليل استفاده از سيگنال هاي پهن باند در ورودي اين نوع تقويت كننده ها ، تقويت كننده بايد پهناي باند زيادي داشته باشد و در اين پهناي باند الزامات خطينگي را برآورده كند. در اين پروژه ابتدا روش تطبيق قابل تنظيم و تقويت كننده ي توان كلاس J بررسي مي شوند سپس با در نظر گرفتن مدار معادل ايده آل ترانزيستور لود پول انجام مي شود تا تقريبي از رفتار ترانزيستور بدست آيد. سپس با استفاده از مدل غير خطي ترانزيستور و در نرم افزار advanced design system(ADS) ، عمليات لود پول و طراحي مدار تطبيق وفقي پهن باند خروجي و ورودي انجام مي شود. در نهايت يك تقويت كننده ي توان پهن باند با شبكه ي تطبيق وفقي با پهناي باند 53% در فركانس مركزي 1025 MHz ، بهره ي 14 تا 16 dB ، افزايش بازدهي 5 تا 25% با استفاده از شبكه ي تطبيق وفقي و خطينگي بهتر از 30- dB طراحي و شبيه سازي شد. همچنين يك تقويت كننده ي توان كلاس J پهن باند با شبكه ي تطبيق ساده با پهناي باند 53% ، بهره ي 14.8-15.8 dB در بازه ي فركانسي 750 تا 1300 MHz و بازدهي 60-79 % طراحي ، شبيه سازي و ساخته شد. واژه‌هاي كليدي: تقويت كننده ي توان كلاس J پهن باند ، تطبيق قابل تنظيم ، ديود وركتور ، لودپول

1397/06/10

Design and simulation of broadband class J power amplifier using dynamic matching network for input and output to evaluate efficiency improvement

5/30/2019 12:00:00 AM

Today, due to the high demand of modern wireless systems, the efficiency and bandwidth of wireless transmitters are proposed more than ever before. One of the important section of transmitters is power amplifier. To have a high performance transmitters we have to increase the efficiency of their power amplifiers because power amplifier is the only part of trasnmitters that consumes a lot of power. Because they have high efficiency in maximum output power and we want to use them for amplify modulated high PAPR signals, To increase efficiency of PAs we have to use techniques to increase efficiency in high power backoff resulting increase in average efficiency. There are different techniques to increase efficiency that we use tunable matching using varactor diodes in this project and finally we design wideband class J power amplifier with this technique. In this project we investigate tunable matching network and class J PA first , then doing load pull to approximate the transistor behavior with considering transistor ideal equivalent circuit. Then doing load pull using nonlinear transistor model and design the tunable output matching network and input matching network with ADS.