هادی جهانی راد

از دیرباز مخابره و ارسال اطلاعات با سرعت زیاد و اتلاف توان کم، یکی از دغدغه های مهندسین الکترونیک و مخابرات بوده است. در حال حاضر این کار به وسیله فرستنده های RF صورت می گیرد. یک فرستنده RF شامل قسمت های مختلفی می باشد که مهمترین قسمت آن تقویت کننده توان است. چرا که بخش عظیمی از جریان کل سیستم فرستنده توسط این بلوک مصرف میشود. بنابراین به منظور کاهش جریان مصرفی سیستم، بازده بالای تقویت کننده توان امری مهم و حیاتی می باشد. همچنین تقویت کننده های توان به کار رفته در سیستم های ارتباطی جدید مانند WiMax ، 4G و 5G باید دارای پهنای باند وسیعی باشند. لذا در این سیستمها، تقویت کننده های توان باید بتوانند بازده بالا را بر روی پهنای باند وسیعی فراهم کنند. همچنین تقویت کننده توان عنصر اساسی بسیاری از سیستمهای مایکروویو و موج میلیمتری میباشدکه در بسیاری از کاربردها از جمله مخابرات، رادار، ارتباطات ماهوارهای، تصویربرداری پزشکی و... از آنها استفاده میشود. با توجه به کاربردهای متنوع این تقویت کننده ها، آنها دارای مشخصات،کلاس کاری و پارامترهای متفاوتی می باشند. پارامترهای اساسی یک تقویت کننده توان عبارت اند از : بازده )راندمان(، بازده توان افزوده، پهنای باند و خطی بودن. نسل جدید سیستمها و دستگاه های ارتباطی موبایل در کاربردهای پهنباند و چند بانده پیاده سازی می شوند. بلوک های تشکیل دهنده سیستم های بیسیم، برای به حداکثر رساندن توان خروجی و نیز برای به حداقل رساندن میزان تلفات توان، نیاز به تطبیق امپدانس در ورودی یا خروجی تقویت کننده توان دارند. عدم تطبیق امپدانس، باعث افزایش تلفات توان و ایجاد هارمونیک های ناخواسته و همچنین کاهش عمر مفید باتریها میشود. در اکثر طراحی های تقویت کنندههای توان در خروجی یک شبکه تطبیق امپدانس و یک فیلتر برای تظیم فرکانس کاری تقویت کننده قرار می گیرد . در این پژوهش، به جهت کاهش تلفات سوئیچینگ و همچنین کاهش سایز نهایی تقویت کننده توان، یک فیلتر طراحی شده است که علاوه بر تثبیت کارکرد تقویت کننده در فرکانس مورد نظر، همزمان عمل تطبیق امپدانس خروجی را نیز انجام میدهد وما را از طراحی یک شبکه تطبیق مجزا بی نیاز میکند. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که طراحی تقویت کننده توان با فیلتر میانگذر پهن باند (W-BPF) 4/ تطبیق پذیر پیشنهادی، میتواند در گسترهی فرکانسی 9 تا 4 گیگاهرتز، مقدار توان خروجی )out(P 91 تا dBm 49/9 را به آنتن بار 06 اهم تحویل دهد. همچنین در این شبیه سازی، مقدار گین 1 تا 94 دسیبل، بازدهی درین (DE %) 02 درصد و بازده توان افزوده / 44 تا 2 43 09 درصد در سرتاسر پهنای باند فرکانسی / تا 4 به دست آمده است