An efficiency-enhanced power combining and recycling network for LINC power amplifiers

Résumé

L'amplification linéaire à l'aide de composants non linéaires (LINC) est l'une des différentes méthodes permettant d'obtenir une efficacité d'amplificateur de puissance élevée et, en même temps, de présenter une bonne linéarité. Dans cette méthode, deux signaux modulés en phase à amplitude constante, amplifiés respectivement par deux amplificateurs de puissance à haute efficacité identiques, sont additionnés pour obtenir une amplification de puissance. Cependant, lors de la combination des signaux au moyen d'un dispositif telle que le combinateur Wilkinson, l'énergie se dissipe sous forme de chaleur à travers la résistance d'isolement. Ce mémoire étudie la conception et la mise en œuvre d'un combinateur de puissance Wilkinson modifié pour les amplificateurs de puissance LINC. L'objectif est d'augmenter l'efficacité énergétique de l'amplificateur de puissance LINC en recyclant la puissance généralement dissipée sous forme de chaleur dans la résistance. Le travail comprend des conceptions distinctes pour trois composants; (i) un combineur Wilkinson traditionnel, (ii) un Balun et (iii) un redresseur de recyclage de puissance. Un réseau de sommation de puissance RF et de recyclage de puissance RF est formé en intégrant trois composants, dont les performances globales sont mesures. La conception et la simulation sont réalisées pour le combinateur Wilkinson avec un Balun LC remplaçant la résistance. Le prototype fabriqué démontre une efficacité de puissance maximale de 93,3 % au port de sommation RF et une efficacité maximale de 91.7 % au port de différence RF. Un redresseur composé de deux sous-redresseurs et d'un réseau de compression d'impédance est simulé, et les performances sont vérifiées avec le prototype fabriqué. Le redresseur proposé peut atteindre jusqu’à 66,2 % de l'efficacité de redressement maximale avec une puissance de signal d'entrée RF de 20 dBm à 3,5 GHz. On observe également que de 6 dBm à 24 dBm, le circuit conçu présente un rendement de redressement supérieur à 40%. Les performances globales sont évaluées en mettant en cascade le combinateur Wilkinson conçu, le Balun et le redresseur. 53,5 % de l'efficacité du recyclage de l'alimentation CC est observée à 2,7 GHz avec une puissance de signal d'entrée RF de 20 dBm au port d'entrée Wilkinson. On observe également que de 8 dBm à 20 dBm, le circuit conçu présente un rendement de redressement supérieur à 40 %.

Date	7 févr. 2024
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Ammar B. Kouki (Directeur(-trice))