Μελέτη και σχεδίαση ενισχυτή ραδιοσυχνότητας τεχνικής Doherty:
Creators: name: Ζάννας, Κωνσταντίνος Γρηγορίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Σχεδίαση
Ενισχυτής
Ραδιοσυχνότητα
Doherty
Amplifier
RF

description: Η παρούσα εργασία έχει αντικείμενο τη μελέτη και σχεδίαση ενισχυτή ραδιοσυχνότητας με εφαρμογή της τεχνικής Doherty. Στόχος της είναι να παρουσιάσει την διαδικασία σχεδίασης του ενισχυτή ισχύος και να αναδείξει τα πλεονεκτήματα που προσφέρει η αρχιτεκτονική Doherty κυρίως ως προς την υψηλή απόδοση και την καλή γραμμικότητα σε λειτουργία υποχώρησης ισχύος. Αρχικά γίνεται αναφορά στο θεωρητικό μέρος λειτουργίας ενός ενισχυτή ισχύος, καθώς παρουσιάζονται οι τάξεις λειτουργίας του και οι σχέσεις που περιγράφουν τις παραμέτρους λειτουργίας του. Έπειτα παρουσιάζεται η διαδικασία σχεδίασης δύο ενισχυτών ισχύος τάξης λειτουργίας AB και C αντίστοιχα, με την περιγραφή του σχεδιασμού των επιμέρους τμημάτων τους (επιλογή συνθηκών λειτουργίας, δικτυώματα προσαρμογής εισόδου-εξόδου, δικτυώματα πόλωσης) ενώ παράλληλα παρουσιάζονται οι επιδόσεις τους. Στην συνέχεια οι δύο αυτοί ενισχυτές ισχύος χρησιμοποιούνται στο σχεδιασμό ενός ενισχυτή ισχύος 10 W στην συχνοτική περιοχή των 2,5 GHz με την τεχνική Doherty, ενώ παράλληλα σχεδιάζονται τα κατάλληλα επιμέρους κομμάτια του (κύκλωμα συνδυαστή ισχύος, κύκλωμα διαιρέτη ισχύος). Ο ενισχυτής ισχύος Doherty που σχεδιάζεται προσομοιώνεται με τις κατάλληλες διατάξεις για την αξιολόγηση των επιδόσεων του και γίνεται σχολιασμός των αποτελεσμάτων του. Στα παραρτήματα παρατίθενται οι διατάξεις προσομοίωσης που σχεδιάστηκαν για την αξιολόγηση του ενισχυτή, ένα παράδειγμα που σχεδιάστηκε κατά την διάρκεια εκπόνησης της εργασίας με στόχο να μελετηθεί η αντίσταση που παρουσιάζει το τρανζίστορ ώστε να σχεδιαστεί το δικτύωμα προσαρμογής εξόδου σύμφωνα με την μέθοδο load tune approach (μέθοδος του Cripps) ενώ τέλος παρουσιάζεται το κύκλωμα του ενισχυτή ισχύος τεχνικής Doherty όπως αυτό σχεδιάστηκε στο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε (Advance Design System).
description: Telecommunications in our days have high expectation to efficiency and linearity due to the high Peak to average signals that are being used in modern techniques of transmission. So the need of power amplifiers with good characteristics in terms of efficiency and linearity is the desired. So in this diploma thesis the main issue is the design and considerations of an RF power amplifier using the efficiency enhancement technique Doherty. In the first part, there will be a theoretical description of power amplifier operation as also some equations for calculating the necessary parameters for describing its operation. Furthermore there will be a theoretical presentation of the Doherty technique and especially in the characteristics of its operation. In the second part there will be the procedure followed for the design of two power amplifiers, one operating in class AB and one operating in class C. We will present the DC characteristics of the transistor which was used, the matching networks as also the biasing networks. These two power amplifiers used for the realization of a 10 W uneven Doherty power amplifier in the 2.5 GHz band. Then the amplifier was simulated for estimating its performance through a variety of simulations (Harmonic balance simulation, small signal simulation, 2-tones harmonic balance simulation). The results that we investigated had to do with its performance, output power, power gain, linearity and adjacent channel power ratio. Finally there is a section where there is a commentary about the results of the simulations and proposals for future research. The appendices presents some simulations setups, an example designed during the preliminary steps of the present task about the technique of tuned load approach (Cripps Method) and the circuits as they were designed in the Advance Design System environment.