طراحی تقویت کننده توان کلاس j با تضعیف هارمونیک های ناخواسته

یکی از دغدغه‌های موجود در تکنولوژی های بیسیم ارسال اطلاعات با اتلاف توان کم و سرعت زیاد می باشد که به وسیله فرستنده های rf انجام می‌شود. مهم‌ترین بخش یک فرستنده rf، تقویت کننده توان است که باید دارای پهنای باند وسیع و بازده بالا باشد. تقویت کننده‌های توان در سیستم‌های مایکروویو و موج میلیمتری و همچنین در مخابرات، رادار، ارتباطات ماهواره ای و همچنین تصویر برداری پزشکی کاربرد دارند. با توجه به کاربردهای بیان شده، تقویت کننده های توان دارای پارامترها و مشخصه‌های متفاوتی هستند. از جمله پارامترهای مهم آن ها می توان به بازده، بازده توان افزوده، پهنای باند و خطینگی اشاره کرد. در تقویت کننده توان کلاس j ارائه شده در این مقاله جهت کاهش تلفات و بهبود توان خروجی از تطبیق امپدانس در ورودی و خروجی تقویت کننده استفاده شده است. عدم تطبیق امپدانس، باعث ایجاد هارمونیک‌های نا خواسته، افزایش تلفات توان و در نتیجه کاهش بازده می‌شود. یک فیلتر پایین گذر جهت حذف هارمونیک های ناخواسته در خروجی تقویت کننده و عمل تطبیق امپدانس طراحی و ارائه شده است. از جمله مشخصات بارز فیلتر ارائه شده ابعاد کوچک، باند قطع وسیع و باند گذار کوچک می باشد. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد که بازده توان افزوده (pae)، بازده درین و بهره تقویت کننده توان کلاس j پیشنهادی به ترتیب برابر  69% ، 77.9% و db 8 می باشد.

design a class j power amplifier with attenuation of unwanted harmonics

one of the concerns in wireless technologies is the transmission of data with low power loss and high speed, which is achieved through rf transmitters. the most important component of an rf transmitter is the power amplifier, which should have a wide bandwidth and high efficiency. power amplifiers are used in microwave systems, millimeter-wave systems, telecommunications, radar, satellite communications, and medical imaging. given the mentioned applications, power amplifiers have different parameters and characteristics. some important parameters include efficiency, power-added efficiency, bandwidth, and linearity. in the presented class j power amplifier in this article, impedance matching is used to reduce losses and improve the output power. impedance mismatching leads to the generation of unwanted harmonics, increased power losses, and consequently reduced efficiency. a low-pass filter is designed and presented to remove unwanted harmonics at the output of the power amplifier and perform impedance matching. the notable features of the presented filter include small dimensions, wide cutoff bandwidth, and small transition bandwidth. simulation results demonstrate that the power-added efficiency (pae), drain efficiency, and power gain of the proposed class j power amplifier are 69%, 88.5%, and 16.5 db, respectively.