JultikaUniversity of Oulu repository

Tässä työssä toteutetaan korkeatehoinen asymmetrinen Doherty-vahvistin. Doherty-vahvistimen täytyy toimia 2110– 2170 MHz taajuusalueella ja kyetä vahvistamaan LTE (Long Term Evolution)-signaalia täyttäen 3GPP (Third Generation Partnership Project) spesifikaation asettamat vaateet. Työssä keskitytään erityisesti hyötysuhteen ja 3 dB:n kompressiotehon optimoimiseen muita vahvistimen parametreja oleellisesti heikentämättä. Vahvistimen toteutukseen käytettiin Keysightin ADS-simulointiohjelmaa ja transistorivalmistajan ADS-komponenttimallia. Doherty-vahvistin rakennettiin askel askeleelta toimintapisteiden valinnasta lopulliseen rakenteeseen. Simulointivaihe sisältää DC-simuloinnit, main- ja peak-vahvistimien tulon- ja lähdönsovitukset, Doherty-vahvistimen lähdön tehonsummauksen sekä tulon tehon jaon ja vaiheistuksen. Lopuksi vahvistin siirrettiin prototyyppilevylle ja sen suorituskyky mitattiin CW (Continuous Wave)- ja LTE-signaalilla. Vahvistimen linearisoitavuutta tutkittiin myös esisärötyksellä. Simuloitu vahvistin ja valmistettu levy eivät vastanneet suorituskyvyltään toisiaan täysin. Simulaatioilla onnistuttiin kuitenkin tuottamaan ensimmäinen prototyyppilevy, joka oli suorituskyvyltään tarpeeksi lähellä toimivaa kokonaisuutta. Simulaatiopenkin avulla prototyyppilevyä viritettiin kohti toimivaa rakennetta ja lopputuloksena onnistuttiin toteuttamaan prototyyppilevyllä toimiva vaatimukset täyttävä vahvistin.

In this thesis, high power asymmetric Doherty amplifier was designed. Doherty amplifier operates 2110–2170 MHz band and is able to amplify LTE (Long Term Evolution) signal fulfilling 3GPP (Third Generation Partnership Project) specifications. Focus is especially on the efficiency and 3 dB compression power while maintaining other requirements of the amplifier. Amplifier is designed using Keysight’s ADS simulation tool and transistor vendor’s ADS component model. Doherty amplifier will be constructed step by step from setting the operating points of the device to the final amplifier. Simulation phase includes DC simulations, main and peak amplifier input and output matchings, Doherty amplifier input power division and Doherty amplifier output combining network. After simulation phase, Doherty amplifier is implemented on prototype board and its performance is measured with CW (Continuous Wave) and LTE signals. Linearity of the amplifier is also studied with predistorter. Simulated and implemented amplifiers weren’t fully matching each other in performance. However, the simulator enabled the production of the first prototype board which performance was close enough to final design. Prototype board was then tuned towards working design with the aid of simulator. As a result specification fulfilling amplifier was created.