Amplificadores de potencia basados en GaN de alta eficiencia para la mitigación de no linealidades de envolvente en transmisores de modo polar de banda ancha VHF
Autores: Patiño-Gómez, Moisés; Ortega-González, Francisco-Javier
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Amplificadores de potencia basados en GaN de alta eficiencia para la mitigación de no linealidades de envolvente en transmisores de modo polar de banda ancha VHF
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Comunicaciones
Banda VHF
Amplificador de potencia
Satélite
Transmisores de RF
Linealidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Las comunicaciones espaciales en la banda de muy alta frecuencia (VHF) para la gestión del tráfico aéreo es una nueva aplicación tecnológica en desarrollo que requiere arquitecturas energéticamente eficientes para mitigar las limitaciones de potencia de las plataformas satelitales. El uso de transmisores de radiofrecuencia (RF) de alta eficiencia puede ayudar a reducir el consumo de energía, pero las no linealidades relacionadas con la señal amplificada en sistemas de ancho de banda fraccional amplio son un problema a resolver. Este artículo propone un amplificador de potencia (PA) de alta eficiencia (RF) para comunicaciones satelitales en la banda VHF que tiene como objetivo reducir la distorsión de envolvente inherente a los transmisores de modo polar multicarrier de ancho de banda fraccional amplio. Su diseño se basa en una solución llamada amplificador de potencia de voltaje conmutado acoplado híbrido en combinación con la tecnología de transistor de movilidad electrónica de alto electrón de nitruro de galio (GaN). El prototipo de PA VHF desarrollado entrega hasta 95 W desde una fuente de alimentación de 28 V, con una eficiencia de drenaje de aproximadamente el 80% dentro de la banda de operación de 118 MHz a 138 MHz. Para probar su rendimiento de linealidad, operando en una configuración de modo polar, se ha desarrollado un amplificador de envolvente de banda ancha (EA) basado en GaN para modular el puerto de suministro del PA de RF. Este EA mejora su eficiencia energética al combinarlo con una fuente de alimentación de envolvente lenta (SEPS). Se han realizado algunas mediciones para una potencia de envolvente pico de 100 W (PEP) y una señal de prueba digitalmente modulada de cuatro tonos de 10 MHz (espaciado máximo de portadora), donde cualquier producto de distorsión se atenúa 46 dB por debajo de la potencia promedio de la señal amplificada sin aplicar ninguna técnica de predistorsión digital (DPD).
Descripción
Las comunicaciones espaciales en la banda de muy alta frecuencia (VHF) para la gestión del tráfico aéreo es una nueva aplicación tecnológica en desarrollo que requiere arquitecturas energéticamente eficientes para mitigar las limitaciones de potencia de las plataformas satelitales. El uso de transmisores de radiofrecuencia (RF) de alta eficiencia puede ayudar a reducir el consumo de energía, pero las no linealidades relacionadas con la señal amplificada en sistemas de ancho de banda fraccional amplio son un problema a resolver. Este artículo propone un amplificador de potencia (PA) de alta eficiencia (RF) para comunicaciones satelitales en la banda VHF que tiene como objetivo reducir la distorsión de envolvente inherente a los transmisores de modo polar multicarrier de ancho de banda fraccional amplio. Su diseño se basa en una solución llamada amplificador de potencia de voltaje conmutado acoplado híbrido en combinación con la tecnología de transistor de movilidad electrónica de alto electrón de nitruro de galio (GaN). El prototipo de PA VHF desarrollado entrega hasta 95 W desde una fuente de alimentación de 28 V, con una eficiencia de drenaje de aproximadamente el 80% dentro de la banda de operación de 118 MHz a 138 MHz. Para probar su rendimiento de linealidad, operando en una configuración de modo polar, se ha desarrollado un amplificador de envolvente de banda ancha (EA) basado en GaN para modular el puerto de suministro del PA de RF. Este EA mejora su eficiencia energética al combinarlo con una fuente de alimentación de envolvente lenta (SEPS). Se han realizado algunas mediciones para una potencia de envolvente pico de 100 W (PEP) y una señal de prueba digitalmente modulada de cuatro tonos de 10 MHz (espaciado máximo de portadora), donde cualquier producto de distorsión se atenúa 46 dB por debajo de la potencia promedio de la señal amplificada sin aplicar ninguna técnica de predistorsión digital (DPD).