Amplificador clase E de alta eficiencia en condiciones de carga variable

Abstract

La evolución hacia formatos de modulación de muy alta eficiencia espectral, como los usados en los sistemas de telefonía móvil de última generación, impone requisitos de linealidad muy restrictivos a los sistemas de transmisión inalámbrica. Conseguir amplificar de modo eficiente la señal resultante, de envolvente fuertemente variable en el tiempo y valores elevados en su relación potencia pico a promedio, constituye todo un reto en la actualidad, razón por la que constituye un foco de atención para la industria y la academia. La arquitectura outphasing (Chireix) constituye una de las más atractivas hoy en día, dado su potencial para ofrecer simultáneamente amplificación lineal y eficiente, en particular si se implementa sobre etapas con conmutación a tensión y derivada de la tensión iguales a cero. Atendiendo a esto y a la complejidad de las topologías propuestas para utilizar amplificadores clase E bajo modulación de la impedancia de carga, en el presente trabajo se abordará el diseño en la banda de UHF de un amplificador de este tipo con un esquema compacto que permita conseguir un buen perfil de eficiencia en condiciones de back-off. Con ello podría ser más sencilla la implementación de un transmisor outphasing reduciendo pérdidas, así como su sensibilidad frente a la frecuencia de operación. El diseño se realizará sobre un transistor GaN HEMT empaquetado, incorporando bobinas y condensadores de alto factor de calidad. El amplificador fabricado será caracterizado en condiciones de impedancia variable de modo a demostrar las bondades de la topología en su uso en esquemas de transmisión de tipo outphasing.