طراحی، شبیه‌سازی و ساخت تقویت‌کننده توان کلاس e پهن باند با تکنیک جبران راکتانس دوگانه و کنترل‌ هارمونیک‌های دوم و سوم

در این مقاله، یک تقویت‌کننده توان کلاس e پهن باند برای کاربرد در سیستم‌های مخابرات ماهواره‌ای طراحی، شبیه‌سازی و ساخته شده است. در طراحی این تقویت‌کننده از دو مدار کنترل‌کننده هارمونیکی مرتبه دوم و سوم به منظور حذف هارمونیک‌های ناخواسته و همچنین تکنیک جبران راکتانس دوگانه جهت دست‌یابی به پهنای باند وسیع استفاده شده است. ترانزیستور ldmos نوع aft09ms007n به عنوان عنصر اکتیو مدار پیشنهادی مورد استفاده قرار گرفته است. پس از محاسبه مقادیر بهینه المان‌ها، تقویت‌کننده پیشنهادی ابتدا با عناصر ایده‌آل و سپس با مدل واقعی المان‌ها و با استفاده از نرم‌افزار ads شبیه‌سازی شده و نتایج به دست آمده مورد ارزیابی قرار گرفته است. سپس با هدف بررسی عملکرد واقعی، تقویت‌کننده پیشنهادی ساخته و اندازه‌گیری شده است. نتایج اندازه‌گیری نشان می‌دهد که تقویت‌کننده توان پیشنهادی در پهنای باند فرکانسی بین mhz 400 تا mhz 460، دارای راندمان درین بیش از 75 % و راندمان توان افزوده بهتر از 69 % می‌باشد. همچنین در رنج فرکانسی یاد شده، دارا بودن بیشینه مقادیر راندمان درین 83 % و راندمان توان افزوده 75 % به ازای توان ورودی dbm 27 و ولتاژ درین v 12 از دیگر ویژگی‌های مطلوب تقویت‌کننده پیشنهادی است. درنهایت تشابه قابل قبولی بین نتایج شبیه‌سازی و اندازه‌گیری شده مشاهده می‌شود.

Design, Simulation and Fabrication of Broadband Class-E Power Amplifier Using Double-Reactance Compensation Technique and Second and Third Harmonic Control Circuits

In this paper, the analysis, simulation and fabrication of highefficiency broadband parallelcircuit ClassE power amplifier (PA) for satellite communication systems has been presented. The PA rsquo;s broadband characteristics are achieved through analysis of the load network using double reactance compensation technique, second and third harmonic control circuits. The proposed circuit has been simulated by ADS 2014 and simulated results by ideal and real elements have been evaluated. A high power LDMOS transistor AFT09MS007N was used as an active device. Then for validation, a prototype of the proposed PA has been fabricated and tested. The measured results show that the drain efficiency (DE) and power added efficiency (PAE) are more than 75% and 69% over 400460 MHz frequency range, respectively. In addition, the maximum values DE of 83% and PAE of 75% for input power of 27 dBm and drain voltage of 12 V has been obtained. Finally, the simulated and measured results are in a good agreement.