Single Input - Single Output Modeling of Envelope Tracking Power Amplifier. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF SATHS.pdf Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

تتميز الأجيال الجديدة من انظمة الإتصالات اللاسلكية بانها قادرة على التعامل مع سعة أكبر وبسرعة أكبر من الاجيال السابقة. في هذه الأجيال يتم الإعتماد على الاشارات ذات النطاق العريض التي تحمل نسبة طاقة كبيرة مقارنة مع معدل الطاقة التي تحتويها (PAPR). مع هذه الظروف بات مكبر الطاقة (PA) عنصرا مهما وأساسيا وأصبح يشكل تحديا للمصممين والمختصين. يفترض بأي مكبر طاقة أن يعطي طاقة مخرجة مناسبة بزيادة تتناسب مع تصميمه وان يكون هناك تناسب بين صفتي كفاءة الطاقة و خطية العملية. مكبر الطاقة المتتبع للغلاف (ET PA) جذب المصممين والمهتمين بمكبرات الطاقة بشكل كبير في الأعوام الأخيرة. حيث ان هذا النوع من مكبرات الطاقة يعمل بشكل كفؤ مع الإشارات اللاسلكية لأنظة الإتصالات الحديثة وذلك من خلال السماح لمزرود الجهد بالتغير بناء على تتبع قيمة الغلاف للإشارة المدخلة. النمذجة السلوكية لمكبر الطاقة لفتت نظر الباحثين وحازت على إهتمامهم في الفترة الاخيرة وأثبتت انها قادرة على ان تكون مفيدة بالنسبة لدائرة تقليل التشويه الرقمية التي تحسن الاداء وتحافظ على خطية العلاقة. في هذا العمل؛ تم إنجاز النمذجة السلوكية لمكبرات الطاقة المتتبعة للغلاف باستخدام النماذج التقليدية مع اقترانات متنوعة. النماذج التي اعتمدت كنماذج تقليدية في هذا الهمل هي : النموذج متعدد الاوجه ذو الذاكرة (MP) و النموذج متعدد الاوجه ذو الذاكرة العام (GMP) والنموذج الامامي للتوأم الغير خطي ثنائي المربع العادي (FTNTB). تم إقتراح نموذجين جديدين للتعامل مع مكبرات الطاقة المتتبعة للغلاف. هذا النموذجان هما : النموذج القطبي متعدد الاوجه ذو الذاكرة (Polar MP) و النموذج القطبي متعدد الاوجه ذو الذاكرة العام (Polar GMP). يتكون النموذج القطبي متعدد الاوجه ذو الذاكرة من اقترانين متوازيين هما : النموذج متعدد الاوجه ذو الذاكرة والثاني النموذج متعدد الاوجه بدون ذاكرة، بينما يتكون النموذج القطبي متعدد الاوجه ذو الذاكرة العام من اقترانين ايضا وهما : النموذج متعدد الاوجه ذو الذاكرة العام لنمذجة القيمة والثاني النموذج متعدد الاوجه بدون ذاكرة لنمذجة الاتجاه. تم مقارنة أداء النموذجين المقترحين مع النماذج التقليدية وخاصة النموذج متعدد الاوجه ذو النموذج متعدد الاوجه ذو الذاكرة العام وذلك باستخدام بيانات التجربة على مكبر الطاقة. وقد أظهرت النتائج أفضلية للنموذجين المقترحين على اختلاف الاشارات والاقترانات المستخدمة، حيث ان النموذجين المقترحين يصلان الى نفس كفاءة النماذج التقليدية بعدد أقل من العوامل وتصل نسبة تقليل العوامل التي تعبر عن صعوبة النموذج الى حوالي 55% في بعض الحالات.

English Abstract

In new generation wireless systems, where capacity and speed have been increased considerably, wide bandwidth and high peak to average power ratio (PAPR) signals are used. In these conditions, the power amplifier becomes an important and challenging component. Any power amplifier is expected to provide an appropriate output power with high gain and suitable trade-off between efficiency and linearity. Envelope tracking power amplifiers have recently attracted the power amplifier designers. They have the ability to deal with high PAPR of the modern signals by allowing the amplifier drain bias to track the magnitude of the input signal envelope. In this work, behavioral modelling using conventional models has been done for an envelope tracking power amplifier employing different shaping functions. Memory polynomial, generalized memory polynomial and forward twin-nonlinear two-box models were used as conventional models. Two new models have been proposed to deal with envelope tracking power amplifiers. These models are labelled polar memory polynomial model and polar generalized memory polynomial model. The polar memory polynomial model is consists of two parallel functions; one memory polynomial and one memoryless polynomial, whereas the second model, the polar generalized memory polynomial model contains a generalized memory polynomial function for the amplitude part and a memoryless polynomial function for the phase part. The performances of the two proposed models were compared with conventional models especially the memory polynomial model and the generalized memory polynomial model using experimental data. The results showed the superiority of the proposed models for various test signals and drain voltage shaping functions.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Hammi, Oualid
Committee Members:	Zerguine, Azzedine and Sharawi, Mohammad
Depositing User:	SAIF NAJMEDDIN (g201204340)
Date Deposited:	26 May 2015 05:58
Last Modified:	01 Nov 2019 15:46
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139552