Diseño e implementación de un amplificador de potencia RF a 1748 ghz - área de ingeniería

Design and implementation of a power amplifier RF at 1.748GHz- Engineering Area

Los amplificadores clase F se caracterizan por su alta eficiencia, que los hace útiles en circuitos de transmisión. El presente artículo contiene el diseño, simulación e implementación de un amplificador RF clase F a 1748 GHz. La implementación se realizó utilizando líneas microcinta con substrato RF 35 de la empresa Taconic. Se muestran los resultados obtenidos y se evalúa su comportamiento.

1. INTRODUCCIÓN

Teniendo en cuenta la importancia que desde la década de los ochenta del siglo XX han tomado las comunicaciones inalámbricas y su continuo crecimiento tecnológico para conectividad con voz, video y datos, surge la necesidad de ampliar nuestros conocimientos en esta área de trabajo tan útil para el desarrollo de las comunicaciones.

Para empezar a explorar en el campo de los circuitos de radiofrecuencia se llevó a cabo el diseño e implementación de un prototipo de amplificador de potencia RF clase F a 1748 GHz, utilizando líneas microcinta con substrato RF 35 de la empresa Taconic, el cual tiene una constante dieléctrica de 3,5. Se utilizó una red de acople de salida que consta de una topología contres líneas de transmisión.

Se espera continuar con el desarrollo de más circuitos de importancia en la electrónica de Radio Frecuencia, así como constituir una base sobre la que se puedan desarrollar nuevos proyectos de investigación.

2. MARCO TEÓRICO

Un amplificador clase F se caracteriza por una red de carga que entra en resonancia en una o más frecuencias armónicas, como también a la frecuencia fundamental.

El circuito que se muestra en la figura 1 es la etapa de salida de un amplificador que maximiza el armónico de tercer orden, donde el resonador en derivación entra en resonancia a la frecuencia fundamental y el resonador en serie, en el tercer armónico. Cuando el transistor es excitado por una fuente sinusoidal, conducirá aproximadamente por medio ciclo y estará en corte porel otro medio.

La forma de onda de la corriente es convertida por el resonador L₁, C₁. El resonador L₃, C₃ no es lo suficientemente transparente ala frecuencia fundamental, pero bloquea el armónico de tercer orden. Si el voltaje del tercer armónico sobre el drenaje o colector tiene la amplitud y fase adecuadas, tenderá aproducirse un voltaje sobre el dispositivo con forma más cuadrada. Esto hará que el transistor actué aproximadamente como un switch, incrementándose asi la eficiencia.