Skip to main content
SUPERVISOR
Abolghasem Zeidaabadi Nezhad,Zaker hossein Firoozeh
ابوالقاسم زیدابادی نژاد (استاد راهنما) ذاکرحسین فیروزه (استاد مشاور)
 
STUDENT
Leila Ahmadi
لیلا احمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Analysis, Design and Simulation of Microwave Power Amplifier Using X-Parameters
Efficiency enhancement for increasing battery lifetime and its effects such as decreasing cooling costs in communication system base stations has driven RF devices including power amplifiers to operate in nonlinear regions . Nonlinear behavior of RF power amplifiers or RFPAs , as one of the most important components of wireless transmitters , usually limits the RF system's final performance . So a new approach is required to extend linear behavior of PAs to nonlinear regions. In recent decades , there has been several approaches for modeling and designing power amplifiers . In general , all of them use source and load reflection coefficients to design input and output matching networks . These coefficients are set to achieve a specific aim such as maximum gain , maximum output power , minimum noise or a combination of them. One of the most popular approaches is using scattering , [S] , parameters of the transistor . But nonlinearly behaving transistor as a consequence of the input power increasing can't be described by [S] parameters anymore . In another words , [S] parameters lose their validation in nonlinear regions. Among all existing approaches for modeling , analysis and simulation of nonlinear devices , newly defined X-parameters seems to be the best substitute for [S] parameters . Just like [S] parameters , X-parameters model is capable of gathering measurement , modeling and simulation of RF components together in nonlinear region . Despite all efforts made to achieve an analytical framework to be used with CAD tools , there isn't any complete procedure and designing is only available with soft wares like Advanced Design System (ADS) . In this thesis , dir=ltr
در سیستم‌های مخابراتی عصر حاضر، افزایش بازده برای طولانی کردن عمر باتری و کاهش هزینه‌های خنک‌سازی در ایستگاه‌های پایه موجب شده افزاره‌ها به نواحی کار غیرخطی بیشتر و بیشتر نزدیک شوند. تقویت‌کننده توان نیز از این قاعده مستثنی نیستند. رفتار غیرخطی تقویت‌کننده‌ توان مایکروویو یا RFPA به عنوان یکی از اجزای ضروری فرستنده‌های بی‌سیم تأثیر زیادی روی عملکرد نهایی سیستم داشته و معمولاً مهم‌ترین عامل محدود کننده در سیستم‌های رادیویی به شمار می‌‌آید. پس برای کار با این افزاره به یک مدل غیرخطی نیاز داریم تا هم برای رفتار غیرخطی و هم برای رفتار خطی معتبر باشد. در دهه‌های اخیر چندین رویکرد تحلیلی برای مدلسازی خطی افزاره‌های RF به ویژه تقویت‌کننده‌های توان و طراحی آن‌ها ارائه شده است. در حالت کلی تمام این رویکردها، از ضرایب انعکاس بار و منبع برای طراحی شبکه‌های تطبیق ورودی و خروجی بهره می‌گیرند. این ضرایب به گونه‌ای در نظر گرفته می‌شوند که هدف خاصی مانند بهره یا توان خروجی بیشینه و یا نویز کمینه و یا ترکیبی از آن‌ها را محقق کنند. یکی از پرکاربردترین این رویکردها استفاده از پارامتر‌های پراکندگی[S] ترانزیستور است. با افزایش توان ورودی و ظهور رفتار غیرخطی در تقویت‌کننده‌های توان پارامتر‌های پراکندگی[S] اعتبار خود را از دست داده و نمی‌توان در طراحی از آن‌ها بهره گرفت. در کنار تمام گزینه‌هایی که برای مدلسازی، تحلیل و طراحی غیرخطی مطرح هستند، مدل پارامترهای X که در دهه اخیر معرفی شده است مناسب‌ترین گزینه برای جایگزینی پارامترهای[S] به نظر می‌آید. این مدل درست همانند مدل پارامترهای پراکندگی [S] امکان اندازه‌گیری، مدلسازی و شبیه‌سازی در ناحیه غیرخطی را به صورت یکجا فراهم می‌سازد. با وجود این مزایا، به علت نبود رابطه ریاضی منسجم هنوز روند طراحی تحلیلی کاملی برای طراحی بر پایه پارامترهای X ارائه نشده است و طراحی تنها به کمک نرم‌افزارهایی از قبیل ADS صورت می‌گیرد. در این پایان‌نامه با ارائه روابط ریاضی به صورت بسته برای ضرایب انعکاس ورودی و خروجی، یک روند طراحی تحلیلی بر اساس پارامترهای X معرفی شده است. بعلاوه بر خلاف روش مرسوم بر پایه پارامترهای پراکندگی [S] ، اثرات ناشی از تبدیل فاز فرکانس متقاطع و عدم تطبیق هماهنگ‌ها در این روش در نظر گرفته شده است. برای تحقق این امر و به دست آوردن موج‌های تابشی و بازتابشی تقویت‌کننده از ساختار ماتریسی استفاده شده است. همچنین به کمک روابط به دست آمده، نواحی پایداری مشخص شده و روند طراحی بر پایه پارامترهای پراکندگی [S]، به پارامترهای X تعمیم یافته است. در پایان با استفاده از این روابط و نرم‌افزار متلب، یک تقویت‌کننده توان طراحی، شبیه‌سازی و نتایج آن با نرم‌افزار ADS مقایسه شده و سازگاری خوبی حاصل شده است . کلمات کلیدی : پارامترهای X ، طراحی تقویت‌کننده توان، مدلسازی غیرخطی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی