23944

طراحي و شبيه سازي تقويت كننده توان پهن باند با استفاده از روش كنترل هارمونيكي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق-مدارهاي مجتمع الكترونيك

1397

1400/02/30

دكتر جواد ياوند حسني

مهندسي برق

در اين پايان نامه، طراحي تقويت كننده ي مايكروويو 20 واتي در باند فركانسي 2.1-0.52 گيگاهرتز با استفاده از روش تنظيم هارمونيكي تا مرحله ي جانمايي، تشريح مي شود. فرآيند طراحي به كمك مدل سيگنال بزرگ ترانزيستور CGH40025F، ساخته شده توسط شركت CREE صورت گرفته است. در تمامي مراحل طراحي اين تقويت كننده از نرم افزار ADS كه يك نرم افزار قدرتمند در زمينه طراحي مدارات فركانس بالا مي باشد استفاده كرده ايم. به منظور دستيابي به سطح توان خروجي و بازده قابل قبول، با ايده ي استفاده از نواحيه امپدانسي بهينه بجاي نقاط امپدانسي بهينه امپدانس هاي فركانس اصلي در بازه ي فركانسي 2-0.5 گيگاهرتز و هارمونيك هاي بالاتر در بازه ي فركانسي 4-2.5 گيگاهرتز با استفاده از شبيه سازي كشش بار و كشش منبع شناسايي شده و با تعريف يك روش بهينه سازي مناسب براي طراحي شبكه هاي تطبيق امپدانس، امپدانس هاي بار و منبع در اين نواحي بهينه قرار گرفته اند. ارزيابي عملكرد تقويت كننده ي طراحي شده، تحت آزمون موج پيوسته، توان خروجي dBm 45.8-43، بهره ي توان dB 12.8-10 و بازده درين 57 تا 78 درصد را در طول 122 درصد پهناي باند نسبي از خود به نمايش گذاشته است. تقويت كننده ي طراحي شده در بازه ي فركانسي 2.1-0.52 گيگاهرتز، مي تواند بطور هم زمان از سه نسل مخابراتي شامل چندين استاندارد مختلف در GSM، CDMA-2000، UMTS و LTE پشتيباني كند و در كاربردهاي نسل دوم (GSM) با باندهاي 1800-DCS، 1900-PCS، 710، 750، 810 T-GSM، 850، 900P مگاهرتز كه از تقويت كننده هاي غيرخطي بهره مي برند. مستقيماً مورد استفاده قرار گيرد. همچنين علاوه بر قابليت استفاده در كاربردهاي رادار، استانداردهاي شبكه هاي نسل سوم CDMA-2000 از قبيل700PS ، 800 MHz PAMR، JTACS، 2GHz، 900، 1600 L-Band، 1800، Korean PCS، 1900 PCS را پوشش مي دهد. علاوه بر اين، تقويت كننده اي كه شامل باند L است در شبكه ي نسل چهارم، استانداردهاي LTE مثل 600، 700a، 700EU، 700APT، 700ME، 800 Upper، 850، 900GSM، AWS-1، TD 1500، 1600 L-band، 1800، TD 1900،TD PCS Lower ، 2100 را نيز پوشش مي دهد.

1400/04/02

Design and simulation of a wideband power amplifier using harmonic tuning method

5/20/2022 12:00:00 AM

In this thesis, while reviewing various design methods of broadband and high-efficiency amplifiers, the design of a 20-watt microwave amplifier in the frequency band of 0.5 to 2 GHz has been done using the harmonic tuning method up to the layout stage. The design process has been done with the help of CGH40025F transistor large signal model, fabricated by Cree Company. In all the design stages of this amplifier, we have used Hassan software, which is a powerful software in the field of designing high frequency circuits. In order to achieve an acceptable output power level and efficiency, with the idea of using the optimal impedance zones instead of the optimal impedance points, the main frequency impedances in the frequency range of 0.5 to 2 GHz and the higher harmonics in the frequency range of 2.5 to 4 GHz have been identified using load pull and source pull simulations and by defining a suitable optimization method for designing impedance matching networks, load and source impedances have been located in these optimal areas. The performance evaluation of the designed amplifier, under the continuous wave test, showed an output power of 43-45.8dBm, power gain of 10-12.8dB and Drain efficiency of 57 to 78% over 122% of the fractional bandwidth. The designed amplifier in the frequency range of 0.52 to 2.1 GHz, can support three generations of communications, simultaneously, including several different standards in GSM, CDMA, UMTS and LTE. and can be directly used in applications such as 2nd generation ( GSM ) , that gained of nonlinear amplifier in 1800-DC, 1900-PCS, 710, 750, 810 T-GSM, 850, 900P MHz band. In addition to being usable in radar applications, it also covers the standards of CDMA-2000's third generation networks, such as 700PS, 800 MHz PAMR, JTACS, 2GHz, 900, 1600 L-Band, 1800, Korean PCS, 1900 PCS. In addition, an amplifier that includes L band. In the fourth generation network, it also covers LTE standards like 600, 700a, 700EU, 700APT, 700ME, 800 Upper, 850, 900GSM, AWS-1, TD 1500, TD 1900, TD PCS Lower, 1600 L-band, 1800, 2100.

تقويت كننده ي توان تنظيم هارمونيكي , تقويت كننده ي توان پهن باند , تطبيق پهن باند

harmonic tuned power amplifier , broad band power amplifier , wideband matching