Broadband Switch-Mode Radio Frequency Power Amplifiers using Tunable Components
Final Report Abstract
Leistungsverstärker gehören im Hinblick auf Leistung, Bandbreite, Wirkungsgrad und Kühlung zu den kritischsten Komponenten moderner Mobilfunk-Basisstationen. Moderne Kommunikationsstandards wie WCDMA, LTE und 5G mit hohen Scheitelfaktoren treiben die Verstärker-Anforderungen weiter in die Höhe. Heutige Leistungsverstärker leiden insbesondere unter geringer Effizienz im Teillastbereich, insbesondere bei hohen Bandbreiten. Dieses Vorhaben soll Beiträge zur Überwindung der geschilderten Problematik und zu Entwurf und Realisierung von zuverlässigen, breitbandigen und hocheffizienten Leistungsverstärkern und Sendern liefern. In dieser Arbeit sollen deshalb steuerbare Leistungsverstärker unter Einsatz des Prinzips der passiven Lastmodulation entwickelt werden. Das abstimmbare Ausgangs-Anpassungsnetzwerk stellt damit den Fokus der Untersuchungen dar. Das künftige Ziel ist eine deutliche Verbesserung der im Verlauf der ersten Antragsphase erzielten Ergebnisse. Dies gilt insbesondere hinsichtlich der Verstärkerparameter, Backoff-Wirkungsgrad, Bandbreite, Linearität und Abstimmdynamik. Die Optimierung breitbandiger Schaltverstärker insbesondere im Teillastbereich bildet damit den Kernpunkt der Untersuchungen. Im Verlauf der Arbeit zeigte sich, dass die Entwicklung derartiger, qualitativ hochwertiger Endstufen vor allem an der Verfügbarkeit geeigneter Varaktoren scheitert. Deshalb wurde die Zielstellung des Vorhabens neu formuliert. Als Konsequenz wurden die Arbeiten zur Last-Modulation vorzeitig beendet und durch Untersuchungen zur Supply-Modulation ersetzt.
Publications
- Load Modulation for High Power Applications Based on Printed Ceramic. IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, Seattle, USA, June. 2013, pp. 1-4
Wiens, A.; Arnous, M. T.; Maune, H.; Sazegar, M.; Nikfalazar, M.; Kohler, C.; Boeck, G.; Binder, J. R. and Jakoby, R.
(See online at https://doi.org/10.1109/MWSYM.2013.6697548) - Load-Modulated GaN Power Amplifier Implementing Tunable Thick Film BST Components. European Microwave Conference 2013, Nuremberg, Germany, October 2013, pp. 1387-1390
Arnous, M. T.; Wiens, A.; Preis, S.; Maune, H.; Bathich, K.; Nikfalazar, M.; Jakoby, R. and Boeck, G.
(See online at https://doi.org/10.23919/EuMC.2013.6686925) - Evaluation of GaN-HEMT Power Amplifiers Using BST based Components for Load Modulation. International Journal of Microwave and Wireless Technologies, May 2014, pp. 253-263
Arnous, M. T.; Wiens, A.; Saad, P.; Preis. S.; Zhang, Z.; Jakoby, R.; and Boeck, G.
(See online at https://doi.org/10.1017/S1759078714000518) - Characterization of high voltage varactors for load modulation of GaN-HEMT power amplifier. 17th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Budapest, 2015, pp. 1-4
Arnous, M. T.; Zhang, Z.; Barbin, S. E.; Boeck, G.
(See online at https://doi.org/10.1109/ICTON.2015.7193497) - Design of multi-octave highly efficient 20 watt harmonically tuned power amplifier. 21st International Conference on Microwave, Radar and Wireless Communications (MIKON), Krakow, 2016, pp. 1-4
Arnous, M. T.; Barbin, S. E.; Boeck, G.
(See online at https://doi.org/10.1109/MIKON.2016.7492069)
