5G МОБИЛЬДІ ЖҮЙЕЛЕРІНДЕ ТОКТЫҚ РЕЖИМДЕ ЖҰМЫС ІСТЕЙТІН ҚУАТ КҮШЕЙТКІШІНІҢ ЖҰМЫС ТИІМДІЛІГІНЕ ТАЛДАУЫ

Бұл мақалада 5G мобильді байланыс жүйелерінің FR1 (6 ГГц-ден кіші) диапазонында, нақтырақ айтқанда 3,4-3,8 ГГц аймағында қолдануға арналған токтық режимдегі D-класс қуат күшейткішінің (CMCD) жұмыс принципі, энергия тиімділігі және жиілікке тәуелді сипаттамалары қарастырылады. Күшейткіш коммутациялық режимде жұмыс істейтін классикалық push-pull CMCD архитектурасына негізделген және ток пен кернеу толқындарының уақыт бойынша қабаттаспауын қамтамасыз ету арқылы коммутациялық шығындарды азайтып, жоғары теориялық тиімділікке қол жеткізу мүмкіндігін көрсетеді.
Талдау барысында дренаждық шың кернеуі, ток пен кернеу толқын пішіндері, жүктеме шарттары және жиілікке тәуелді параметрлер зерттелді. Модельдеу нәтижелері күшейткіштің 3,4-3,8 ГГц диапазонында тұрақты жұмыс істейтінін және жиілік артқан сайын күшейту коэффициенті мен тиімділіктің төмендеу үрдісі байқалатынын көрсетті. Бұл құбылыс транзисторлардың коммутациялық шығындарының артуымен және пассив элементтердің паразиттік параметрлерінің әсерімен түсіндіріледі. Алынған нәтижелер CMCD қуат күшейткішінің 5G FR1, әсіресе 3,5 ГГц аймағында жұмыс істейтін мобильді байланыс жүйелерінде қолдануға жарамды екенін және болашақта нақты RF транзистор модельдерін (LDMOS/GaN/CMOS) және паразиттік параметрлерді ескеру арқылы практикалық дәлдігін арттыруға болатынын көрсетеді.

1. Bandwidth Enhancement of Догерти Power Amplifier Using Modified Load Modulation Network / М. Li et al // IEEE Trans. Circuits Syst. I Regul. Pap. – 2020, № 67. – Р. 1824-1834. https://doi.org/10.1109/TCSI.2020.2972163.

2. Boumaiza S. Multispectrum Signal Transmitters: Advances in Broadband High-Efficiency Power Amplifiers for Carrier Aggregated Signals / S. Boumaiza, H. Golestaneh, M.N.A. Abadi // IEEE Microw. Mag. – 2014, № 15. – Р. S14-S24. https://doi.org/10.1109/MMM.2014.2356150.

3. Akbarpour M. A Transformer-Less Load-Modulated (TLLM) Architecture for Efficient Wideband Power Amplifiers / M. Akbarpour, M. Helaoui, F.A Ghannouchi, // IEEE Trans. Microw. Theory Tech – 2012. – № 60. – Р. 2863-2874. https://doi.org/10.1109/TMTT.2012.2206050.

4. Barton, New mixed mode design methodology for high-efficiency out-phasing chireix amplifiers / H.C. Chang et al // IEEE Trans. Circuits Syst. I Reg. Pap. – 2019. – № 66. – Р. 1594-1607. https://doi.org/10.1109/tcsi.2018.2882770.

5. Design of a Broadband High-Efficiency Hybrid Class-EFJ Power Amplifier / Z. Zhang et al // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. – 2020. – vol. 30, № 4. – Р. 407-409. https://doi.org/10.1109/LMWC.2020.2973487.

6. Design of a Post-Matching Asymmetric Догерти Power Amplifier for Broadband Applications / J. Pang et al // IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. – 2015. – № 26. – Р. 52-54. https://doi.org/10.3390/en17092006.

7. Optimum operation of asymmetrical-cells-based linear Doherty power Amplifiers-uneven power drive and power matching / J. Kim et al // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. – 2005. – № 53. – Р. 1802-1809. https://doi.org/10.1109/TMTT.2005.847073.

8. Fang X.H. Extension of High-Efficiency Range of Doherty Amplifier by Using Complex Combining Load / X.H. Fang, K.-K.M. Cheng // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. – 2014. – № 62. – Р. 2038-20. https://doi.org/10.1109/TMTT.2014.2333713.

9. Özen, M. Symmetrical Doherty Power Amplifier with Extended Efficiency Range / M. Özen, K. Andersson, C. Fager // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. – 2016. – № 64. – Р. 1273-1284. https://doi.org/10.1109/TMTT.2016.2529601.

10. Fang X.-H. Extended Efficiency Range, Equal-Cell Doherty Amplifier Design Using Explicit Circuit Model / X.-H. Fang, H.-Y. Liu, K.-K.M. Cheng // IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. – 2017. – № 27. – Р. 1-3. https://doi.org/10.1109/LMWC.2017.2690870.

11. Shi W. Extending high-efficiency power range of symmetrical Doherty power amplifiers by taking advantage of peaking stage / W. Shi, S. He, N. Gideon // IET Microw. Antennas Propag. – 2017. – № 11. – Р. 1296-1302. https://doi.org/10.1049/iet-map.2017.0119.

12. Hasin M.R. Exploiting Phase for Extended Efficiency Range in Symmetrical Doherty Power Amplifiers / M.R. Hasin, J. Kitchen // IEEE Trans. Microw. Theory Tech. – 2019. – № 67. – Р. 3455-3463. https://doi.org/10.1109/TMTT.2019.2921366.

13. Two-Way Doherty Power Amplifier Efficiency Enhancement by Incorporating Transistors’ Nonlinear Phase Distortion / X.-H. Fang et al // IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett. – 2018. – № 28. – Р. 168-170. https://doi.org/10.1039/D1EE01508G.