Conception et réalisation d'un amplifcateur RF à haut rendement énergétique

Kallel, Abdelkhalek (2015). Conception et réalisation d'un amplifcateur RF à haut rendement énergétique. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

La problématique générale visée dans ce mémoire porte sur l’investigation des techniques d’amélioration des performances des amplificateurs de puissance pour les communications sans fil. Les amplificateurs de puissance sont conçus avec des architectures différentes et originales. Parmi ces dernières figurent l’architecture LINC et l’architecture Doherty. L’architecture LINC permet la conversion d’un signal à modulation d’enveloppe en deux signaux à modulation de phase en gardant l’enveloppe constante. Ensuite, c’est au combineur de sommer ces deux signaux pour reproduire le signal original amplifié. Les travaux élaborés visent l’adaptation d’impédance large bande et l’optimisation de l’efficacité du combineur Chireix. Plusieurs techniques d’adaptation d’impédance ont été recensées et des exemples ont été simulés dans le dessein de confirmer la théorie. D’autres travaux ont été élaborés afin de proposer un nouveau modèle décrivant l’efficacité dans le combineur Chireix. Ce modèle permet de rendre l’architecture plus flexible. En effet, l’efficacité de combinaison peut atteindre son maximum théorique même si l’impédance de sortie de l’amplificateur de puissance est différente de l’impédance normalisée. Le logiciel ADS est utilisé pour valider les résultats de cette approche analytique. Le résultat, qui en découle, permet la conception d’un combineur qui atteint une efficacité maximale, et ce, indépendamment de l’impédance de sortie de l’amplificateur de puissance. Une seconde contribution a permis de réaliser un amplificateur Doherty et d’atteindre un bon niveau d’efficacité en simulation tout en respectant un seuil de la linéarité.

Titre traduit

Design of a high efficiency power amplifier

Résumé traduit

The general purpose of this work focuses on this investigation for the improvement of the performance of power amplifiers for wireless communications technology. Power amplifiers are designed with different and original architectures. Among these architectures, we can find the LINC and the Doherty architectures. The LINC architecture allows converting a modulated signal into two constant envelope signals with phase modulation. Then, it’s up to the combiner to sum these two signals to reproduce the original signal amplified. The work developed aimed the wideband matching network and optimizing the efficiency of Chireix combiner. Several wideband matching techniques were identified and examples were simulated for the purpose of confirming the theory. Other works have been developed to propose a new model describing the efficiency of the Chireix combiner. This model enables more flexible architecture. Indeed, the efficiency of the combination can achieve the theoretical maximum even if the output impedance of the power amplifier is different from the normalized impedance. The ADS software is used to validate the results of this analytical approach. The result, which follows, is to provide a way to design a combiner that achieves maximum efficiency regardless of the output impedance of the power amplifier. Another contribution is made about designing a Doherty amplifier and obtaining a good efficiency while maintaining a threshold of linearity.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise avec mémoire en génie électrique." Bibliographie : pages 89-90.
Mots-clés libres:	Amplificateurs de puissance Conception et construction. Amplificateurs de puissance Économies d'énergie. Amplificateurs LINC. Adaptation d'impédance. Régulateurs électriques. amplificateur, Doherty, Chireix, combineur, adaptation d’impédance, efficacité
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Kouki, Ammar B.
Codirecteur:	Codirecteur Gagnon, François
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie électrique
Date de dépôt:	19 août 2015 15:04
Dernière modification:	01 févr. 2016 19:50
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1497

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