Thiết kế mạch khuếch đại công suất 120W dùng cho mạng thông tin di dộng tại Việt Nam

Bài viết Thiết kế mạch khuếch đại công suất 120W dùng cho mạng thông tin di dộng tại Việt Nam trình bày việc thiết kế một mạch khuếch đại công suất hoạt động ở tần số trung tâm 2,3GHz. Mạch thiết kế và mô phỏng có hệ số khuếch đại lớn hơn 12dB trong một dải thông rộng từ 2,23-2,36 GHz.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thiết kế mạch khuếch đại công suất 120W dùng cho mạng thông tin di dộng tại Việt Nam Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT 120W DÙNG CHO MẠNG THÔNG TIN DI DỘNG TẠI VIỆT NAM Trần Văn Hội, Đoàn Hữu Chức Trường Đại học Thủy lợi, email: hoitv@tlu.edu.vn TÓM TẮT Trong bài báo này, tác giả trình bày việc thiết kế và mô phỏng các thông số cơ bản của Bài báo trình bày việc thiết kế một mạch khuếch đại công suất hoạt động ở tần số trung một mạch khuếch đại công suất 120W hoạt tâm 2,3GHz. Mạch thiết kế và mô phỏng có hệ động ở tần số trung tâm 2,3GHz có thể ứng số khuếch đại lớn hơn 12dB trong một dải dụng cho các trạm phát sóng mạng di động thông rộng từ 2,23-2,36 GHz. Với tần số trên IMT tại Việt Nam. có thể sử dụng bộ khuếch đại công suất này 2. THIẾT KẾ MẠCH KHUẾCH ĐẠI cho hệ thống thông tin IMT - Advanced (International Mobile Telecomcommunications CÔNG SUẤT - Advanced) tại Việt nam. 2.1. Cấu trúc mạch khuếch đại 1. GIỚI THIỆU CHUNG Một mạch khuếch đại tín hiệu siêu cao tần nói chung có cấu trúc như trên hình 1 [1,2]. Mạng thông tin di động ngày càng phát Chúng ta sử dụng mô hình mạch 4 cổng để triển mạnh mẽ. Ngoài những dịch vụ cơ bản thiết kế mạch. Các mạch thành phần phối hợp ban đầu như thoại, tin nhắn, các mạng di trở kháng lối vào và phối hợp trở kháng lối ra động hiện nay còn phải đáp ứng những dịch được thực hiện nhờ các tham số tán xạ S của vụ mới yêu cầu băng thông rộng như truyền hình ảnh, video, dữ liệu lớn và nhiều ứng phần tử tích cực. dụng mới khác. Điều này dẫn đến phải lựa chọn dải băng tần phù hợp dành cho các hệ thống thông tin di động mới. Tại Việt Nam, năm 2013 Bộ Thông tin - Truyền thông đã ban hành Thông tư số 13/2013/TT-BTTTT Hình 1. Sơ đồ khối mạch khuếch đại về Quy hoạch phân kênh tần số cho nghiệp vụ cố định và di động mặt đất băng tần (30 - Với mục tiêu thiết kế mạch khuếch đại 30000)MHz [3]. Đến năm 2021 Bộ Thông tin công suất 120W hoạt động ở tần số trung tâm - Truyền thông tiếp tục ra Thông tư số 2,3GHz, phần tử tích cực CGH40120P của 29/2021/TT-BTTTT về Quy hoạch băng tần hãng Cree được sử dụng trong thiết kế này. 2300MHz-2400MHz cho hệ thống thông tin CGH40120P hoạt động dải tần rộng từ 0- di động IMT - Advanced của Việt Nam [4]. 6GHz và điện áp nguồn nuôi cực máng 28V. Hiện nay, các băng tần trong dải 2300-2400 Đây là linh kiện chưa có phối hợp trở kháng MHz đang được nhà nước cho các doanh nội do đó cần thiết kế mạch phối hợp trở nghiệp đấu giá sử dụng. Vì vậy, các thiết bị kháng (PHTK). Tra cứu datasheet của linh di động, các trạm thu phát thế hệ thông tin di kiện ta có những thông số tán xạ S để thực động thứ 5 (gọi tắt là 5G) phải hoạt động hiện tính toán cho thiết kế. Từ các tham số S được trên các tần số trên. tính được trở kháng lối vào và lối ra của phần 250 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2023. ISBN: 978-604-82-7522-8 tử tích cực. Những giá trị này được sử dụng 2.3. Thiết kế PHTK lối ra để thiết kế mạch phối hợp trở kháng lối vào Tương tự mạch lối vào vẫn sử dụng và lối ra. Bảng 1 cung cấp chi tiết các thông phương pháp thiết kế mạch phối hợp trở số thiết kế. kháng mở rộng băng thông của bộ khuếch đại Bảng 1. Các thông số thiết kế [1]. Thực hiện thêm một đoạn dây chêm để di chuyển trở kháng lối vào về giá trị thực (phần STT Thông số Giá trị ảo bằng 0). Với trở kháng đặc trưng bằng 25 1 Transistor CGH40120P , sử dụng giản đồ Smith khi đó đạt được giá 2 Tần số trung tâm 2,3 GHz trị trở kháng để thực hiện phối hợp theo 3 Hệ số khuếch đại >12dB phương pháp thay đổi thang trở kháng đặc trưng mở rộng dải thông Z=4,26 . Thực 4 Trở kháng nguồn 50 hiện thiết kế với số đoạn N=2 kết quả đạt 5 Trở kháng tải 50 được như trên hình 3. Trở kháng lối vào và lối ra tại tần số 2,3GHz lần lượt là: ZS = 1,1+ j*4,7 () ZL = 4,3+ j*2,23 () Hình 3. Sơ đồ mạch PHTK lối ra 2.2. Thiết kế PHTK lối vào Sau khi thiết kế các mạch PHTK lối vào và Trong trường hợp này sử dụng phương lối ra. Để mô phỏng các tham số tán xạ của pháp thiết kế mạch phối hợp trở kháng mở mạch ta sử dụng file S2P cho phần tử tích rộng băng thông của bộ khuếch đại [1]. Đầu cực được tạo từ các thông tin trong datasheet tiên thêm một đoạn dây chêm để di chuyển của CGH40120P. Sơ đồ chi tiết được cho trở kháng lối vào về giá trị thực (phần ảo trên hình 4. bằng 0). Chọn trở kháng đặc trưng bằng 25 Transistor GaN CGH40120P , sử dụng giản đồ Smith khi đó đạt được giá 1 2 trị trở kháng để thực hiện phối hợp theo ...