Bộ khuếch đại tín hiệu hai đường ra ứng dụng trong hệ thống thu phát vô tuyến 5G

Bài viết "Bộ khuếch đại tín hiệu hai đường ra ứng dụng trong hệ thống thu phát vô tuyến 5G" đề xuất thiết kế và thử nghiệm mô-đun khuếch đại tín hiệu hai đường ra ứng dụng trong các hệ thống máy thu vô tuyến của mạng thông tin di động 5G. Bộ khuếch đại tín hiệu được thiết kế bao gồm mạch khuếch đại hai đường và bộ chia công suất Wilkinson 3 dB. Kết quả đo được mô-đun khuếch đại tích hợp bộ chia công suất 2 đầu ra có độ khuếch đại xấp xỉ 18.2 dB tại tần số 2,6 GHz với hệ số tạp âm khoảng 5 dB. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bộ khuếch đại tín hiệu hai đường ra ứng dụng trong hệ thống thu phát vô tuyến 5G Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) BỘ KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU HAI ĐƯỜNG RA ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG THU PHÁT VÔ TUYẾN 5G Lê Trọng Hiếu, Phạm Trọng Hoan, Nguyễn Lê Cường* Khoa Điện tử Viễn thông, Trường Đại học Điện lực Email: hieult@epu.edu.vn, hoanpt@epu.edu.vn, cuongnl@epu.edu.vn* Abstract— Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất thiết kế và thử nghiệm mô-đun khuếch đại tín hiệu hai đường ra II. THIẾT KẾ BỘ CHIA CÔNG SUẤT ứng dụng trong các hệ thống máy thu vô tuyến của mạng WILKINSON thông tin di động 5G. Bộ khuếch đại tín hiệu được thiết Bộ chia công suất là các phần tử siêu cao tần thụ kế bao gồm mạch khuếch đại hai đường và bộ chia công suất Wilkinson 3 dB. Kết quả đo được mô-đun khuếch động không chứa ferrit dùng để chia một tín hiệu sóng đại tích hợp bộ chia công suất 2 đầu ra có độ khuếch đại cao tần thành 2 hoặc nhiều tín hiệu thành phần có công xấp xỉ 18.2 dB tại tần số 2,6 GHz với hệ số tạp âm suất nhỏ hơn. khoảng 5 dB. Bộ chia công suất Wilkinson [7] là bộ chia hoạt Keywords- Khuếch đại tín hiệu, bộ chia công suất động ở chế độ chia đều. Bộ chia loại này sử dụng kết Wilkinson, máy thu phát vô tuyến. hợp cấu trúc đường truyền với điện trở (là phần tử tiêu hao năng lượng) nên nó có tính chất: Cấu trúc là mạng I. GIỚI THIỆU tổn hao vì có chứa phần tử tiêu hao năng lượng, Được Trong những năm gần đây, cùng với nhu cầu ngày phối hợp trở kháng tại tất cả các cổng; Cách ly tốt giữa càng tăng của người tiêu dùng về truyền thông không các cổng lối ra; Đối xứng giữa lối vào và lối ra. dây băng rộng hoặc đa băng tần, việc nghiên cứu và phát triển các hệ thống thu phát vô tuyến luôn là lĩnh vực nghiên cứu được quan tâm chú trọng. Để đáp ứng các yêu cầu này, cần có các công nghệ tiên tiến, bao gồm các sơ đồ điều chế mức cao, ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) và các kỹ thuật MIMO, và băng thông kênh ít nhất phải là 100 MHz [1-4]. Trong thiết kế RF front-end, thiết bị khuếch đại tín hiệu (RF Amplifiers) là một phần không thể thiếu, đặc biệt trong các máy thu phát vô tuyến [5-6]. Trên cơ sở nghiên cứu công nghệ mạch vi dải, bài báo này đề xuất một thiết kế mô-đun khuếch đại tín Hình 1. Sơ đồ bộ chia công suất Wilkinson với 2 cổng đầu hiệu hai đường ra ứng dụng trong các hệ thống máy thu ra vô tuyến của mạng thông tin di động 5G. Bộ khuếch đại được thiết kế có ưu điểm là có thể đồng thời cung Thông thường: cấp tín hiệu cho cả đường phát và đường thu. Kết quả R = 100Ω đo được mô-đun khuếch đại tích hợp bộ chia công suất R0 = 50 Ω 2 đầu ra có độ khuếch đại xấp xỉ 18.2 dB tại tần số 2,6 Công suất đầu ra ở 2 cổng 1, 2 nhỏ hơn công suất đầu GHz với hệ số tạp âm khoảng 5 dB. vào ở cổng 3 là 3dB. Phần còn lại của bài báo được tổ chức như sau: trong phần II, chúng tôi miêu tả thiết kế mô phỏng bộ chia công suất Wilkinson. Trong phần III, chúng tôi mô tả thiết kế mô phỏng mạch khuếch đại băng rộng. Phần IV cung cấp các kết quả chế tạo và đo lường thực tế mô-đun khuếch đại thiết kế. Cuối cùng, chúng tôi kết luận bài báo trong phần V. ISBN 978-604-80-7468-5 62 Hội nghị Quốc gia lần thứ 25 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2022) Bảng I. THAM SỐ CỦA BỘ CHIA CÔNG SUẤT WILKINSON Tham số Kích thước (mm) W1 1,52 W2 0,9 L1 4,32 L2 3 Hình 2. Cấu trúc mạch nguyên lý cơ bản của bộ chia công suất Wilkinson 1:2 L3 3 R1 6,7 R2 3 R3 3 Kết quả mô phỏng hệ số phản xạ của bộ chia công suất nhỏ hơn -22 dB trong dải tần số 2,2 GHz đến 2,7 GHz và độ cách ly đạt được giữa các cổng là hơn 21 dB. Suy hao chèn của hai cổng đầu ra so với cổng đầu vào cơ ...