RF tehovahvistin TETRA tukiasemaan

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2013-12-16
Department
Major/Subject
Radiotiede ja -tekniikka
Mcode
S3012
Degree programme
EST - Master’s Programme in Radio Science and Engineering
Language
en
Pages
56
Series
Abstract
Lineaarisia tehovahvistimia tarvitaan järjestelmissä, joissa käytetään suureen spektritehokkuuteen pyrkiviä modulointimenetelmiä. Yksi tällaisista järjestelmistä on TETRA-järjestelmä (TErrestrial Trunked RAdio). Lineaariset tehovahvistimet ovat usein huonoja hyötysuhteeltaan. Siksi erilaisia linearisointimenetelmiä käytetään tehovahvistimien linearisointiin, jotta niiden hyötysuhdetta saadaan parannettua. Erilaisia linearisointimenetelmiä on esitelty tämän työn alkupuolella. Tämän työn tarkoituksena on tutkia LDMOS ja GaN tyyppisiä transistoreja ja niiden sopivuutta TETRA tukiaseman tehovahvistimiksi. Piirisimulaattoria apuna käyttäen LDMOS- ja GaN-transistorien tyypilliset ominaisuudet selvitetään ja annettujen vaatimusten mukaiset tehovahvistinkytkennät muodostetaan. Simulaatioista saatua tietoa hyödyntäen TETRA vahvistimen prototyyppi valmistetaan. Prototyyppivahvistin mitataan ja saatuja mittatuloksia verrataan simultaatiotuloksiin sekä TETRA-standardin asettamiin vaatimuksiin. Mittaustulosten perusteella LDMOS tyyppinen transistori on tutkituista transistoreista paras vaihtoehto TETRA-tehovahvistimeksi. Selvitys kuitenkin osoittaa, että jos GaN-transistorien hinta laskee, voivat ne tarjota varteen otettavan vaihtoehdon LDMOS-transistoreille TETRA-tukiasemakäyttöön.

Linear power amplifiers are needed in systems, where spectrum efficient modulation methods are used. One of these systems is TETRA (TErrestrial Trunked RAdio). High linearity of power amplifier usually affects negatively its power efficiency. Therefore, different linearization methods are used to keep the power amplifier linear, while its efficiency is increased. Different linearization methods are presented in begining of this study. The scope of this thesis work is to study LDMOS and GaN transistor power amplifiers and select a suitable transistor to be used in the TETRA base station power amplifier. Using a circuit simulator, LDMOS and GaN transistor characteristics are analysed and power amplifier circuits are designed according the design specifications. Using the information derived from the simulations, a prototype of TETRA power amplifier is constructed. The constructed power amplifier circuit is then measured and the results are compared to simulation data and requirements of the TETRA standard. Based on the achieved measurement results, the LDMOS transistor is the most suitable choice to be used in TETRA power amplifier. However the study shows, that if the price of the GaN devices goes down, they may challenge LDMOS transistor, as they can offer wide frequency bandwidths with decent power efficiency and acceptable gain.
Description
Supervisor
Räisänen, Antti
Thesis advisor
Thomasson, Kristian
Keywords
TETRA standard, Base station, Linear power amplifier, LDMOS, GaN, TETRA-standardi, tukiasema, lineaarinen tehovahvistin, LDMOS, GaN
Other note
Citation