LTE için geni̇ş bantlı ve yüksek veri̇mli̇li̇kli̇ Doherty güç yükselteç tasarımı

Abstract

Bu tezde, LTE (Uzun Dönem Evrim) Band-7 ve Wi-Fi uygulamaları için uygun olan AB sınıfı ve C sınıfı GY ile tasarlanmıs ̧ genis ̧ bantlı bir Doherty güç yükselteç tasarlanmıs ̧tır. Çıkıs ̧uyumlandırmaag ̆ı,yardımcıyükselteçidealolmayansonsuz çıkıs ̧ empedansının parazitik cihazlar üzerindeki etkisine vurgu yapılarak teorik olarak analiz edilmis ̧tir. Yeni bir Doherty Güç Yükselteç (DGY) 25 W GaN HEMT (Yüksek Elektron Mobiliteli Transistör) ile tasarlanmıs ̧tır. DGY, temel tasarımlar ve açıklamalar için tipik olan 6 dB'lik bir OPBO (Güç Geri Çekme) deg ̆erini varsayar, çünkü ilgili voltaj seviyesi 1:4'tür ve tepe güç yükselteç giris ̧ voltajının dinamik aralıg ̆ının yarısında etkinles ̧tirilir. Ancak OPBO (Güç Geri Çekme) deg ̆erini arttırmak için öncelikle sinyalin PAPR (Tepe Etkin Güç Oranı) deg ̆eri ile uyumlu olması gerekmektedir. Asimetrik bir Doherty güç yükselteç tasarımı, tam çıkıs ̧ gücünde dog ̆rusallıg ̆ı korurken yüksek kazanç dag ̆ıtımını koruyarak verimlilig ̆i en üst düzeye çıkarmaya yardımcı olabilir. DGY, 3G (3. Nesil Mobil ̇Iletis ̧im) /LTE (Uzun Dönem Evrim) modülasyon hızı ayarlarında yüksek RF GY verimlilig ̆i sag ̆lamayı amaçlamaktadır. Bu, Doherty GY'nın yüksek bir ortalama çıkıs ̧ gücünde yüksek PAPR (Tepe Etkin Güç Oranı) için DE (drenaj verimlilik) artırmasına ve PAPR (Tepe Etkin Güç Oranı) zayıf oldug ̆u yerlerde GY ısınmasını önemli ölçüde azaltmasına olanak tanır. OPBO (Güç Geri Çekme) aralığı asimetrik DGY teknig ̆i kullanılarak genis ̧letilmis ̧tir. Daha önce DGY topolojisinde kullanılan çeyrek dalga dönüs ̧türücüsü, ilgili Klopfenstein tapper ag ̆ı ile deg ̆is ̧tirildi. Gerçek dünyadaki prototip uygulamalar, bu deg ̆is ̧iklig ̆in verimlilik deg ̆erlerini korurken geleneksel topolojilere kıyasla elde edilen DGY bant genis ̧lig ̆ini (BW) artırdıg ̆ını göstermis ̧tir (Kesirli bant genis ̧lig ̆i %24'e es ̧ittir). Çıkıs ̧ birles ̧tirici, optimum karakteristik empedans ve faz ofset deg ̆eri kombinasyonlarına sahip konik empedans transformatörleri ve yük empedanslarından olus ̧ur. Bu, yüksek çıkıs ̧ gücü seviyesinde yük modülasyonu ve yüksek geri tepme sag ̆lamak için yapılır. Simülasyonların bir sonucu olarak, DGY'nın CG2H40025 transistörlerle uygulanması, %69'dan daha yüksek bir doymus ̧ verimlilikle 79 W'tan daha yüksek bir çıkıs ̧ gücü sag ̆lar. Tüm frekans bandı boyunca, maksimum çıkıs ̧ gücü 47 dBm'den fazladır ve bu da bu transistörün maksimum güç is ̧leme faktörüne karşılık gelir. Verimlilik açısından, doygunlukta %69 ile %79 arasında ve 6-dB geri çekmede %50 ile %72 arasında deg ̆is ̧mektedir.