Детальная информация

Цель работы – разработка усилителя мощности СВЧ по схеме Догерти. В результате исследования разработана схема усилителя мощности СВЧ по схеме Догерти на частоте 900 МГц с требуемой выходной мощностью 43 дБм, что составляет 20 Вт, и КПД не менее 30% в диапазоне от максимальной мощности до выходной мощности, сниженной на 6 дБм. В качестве активного элемента используется MOSFET транзистор MW6S010n. Для реализации печатной платы усилителя мощности выбран дешевый и наиболее доступный материал FR4. Для минимизации влияния разброса диэлектрической проницаемости на параметры схемы данная характеристика была измерена методом кольцевого резонатора. Диэлектрическая проницаемость составила 4,05. Разработана топология усилителя мощности Догерти с учетом характеристик подложки FR4. В результате моделирования с электромагнитным анализом получена выходная мощность 45 дБм, что составляет 31,6 Вт при входной мощности 2,3 Вт, коэффициент усиления 11,3 дБ, КПД от 34% до 53% от уровня минус 6 дБ и до максимальной выходной мощности. Изготовлена печатная плата усилителя на подложке FR4. На основе изготовленной печатной платы собран усилитель мощности Догерти. Экспериментальные исследования показали, что усилитель выдает максимальную мощность на нагрузке 50 Ом 44 дБм при токе потребления 0,3 А от источника питания 28 В, таким образом, усиление 11,5 дБ, КПД от 37,8% до 50%, что подтверждает работоспособность разработанной схемы.

The aim is the development of RF Doherty power amplifier. As a result of the research, a RF power amplifier circuit has been developed using the Doherty technique at a frequency of 900 MHz. The required output power is 43 dBm, equivalent to 20 watts. The efficiency of the circuit is at least 30%, from the maximum power to the output power reduced by 6 dBm. The active element used in the circuit is the MW6S010n MOSFET transistor. The cheapest and most affordable substrate material, FR4, was chosen to create the printed circuit board for the developed Doherty power amplifier. To minimize the effect of dielectric constant spread on circuit parameters, this characteristic was measured using the ring resonator method. The dielectric constant of FR4 was 4,05. The topology of the Doherty amplifier was developed taking into account the characteristics of FR4. As a result of electromagnetic analysis, an output power of 45 dBm was obtained, which is equivalent to 31,6 W with an input power of 2,3 W, a gain of 11,3 dB, an efficiency ranging from 34% to 53% with a minimum of -6 dB to the maximum of the output power. The printed circuit board was made on the FR4 substrate, and a Doherty amplifier was assembled on it. Experimental studies have shown that the amplifier achieves at a load of 50 ohms the maximum output power of 44 dBm, with a current consumption of 03 A, from a 28 V power supply. Thus, the gain is 11,5 dB and the efficiency ranges from 37,8% to 50%, which confirms the operability of the developed circuit.