Orientador: Rui Fragassi Souza

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Este trabalho visou estender os limites da utilização da técnica de feedforward para amplificadores de microondas, tipicamente para aplicações multi-oitavas. Neste sentido, mostrou-se a viabilidade da sua utilização em circuitos para redes faixa-larga (como as de TV-por-Cabo, por exemplo),...

Resumo: Este trabalho visou estender os limites da utilização da técnica de feedforward para amplificadores de microondas, tipicamente para aplicações multi-oitavas. Neste sentido, mostrou-se a viabilidade da sua utilização em circuitos para redes faixa-larga (como as de TV-por-Cabo, por exemplo), como também, em sistemas de comunicações ópticas. Por completitude, o trabalho se inicia, após uma breve introdução, com uma revisão dos conceitos referentes às não-linearidades em amplificadores de potência. Apresenta, também, os métodos mais comuns de análise de circuitos não-lineares, comparando-os quanto às suas vantagens, restrições e condições de utilização. A isto corresponde o Capítulo 2, o Capítulo 3 apresenta os diversos métodos de linearização de amplificadores de microondas, novamente sob uma óptica comparativa. De especial interesse é a Seção 3.2, na qual se discute a técnica de Pré-Distorção em RF. A Sub-Seção 3.2.2 apresenta uma contribuição deste autor a esta técnica, contribuição esta que permitiu simplificar significativamente a sua implementação. As vantagens potenciais da técnica de feedforward ficam patentes, servindo de motivação para o capítulo que se segue. O Capítulo 4 faz uma revisão da técnicafeedforward, apontando, também, os efeitos do comportamento não-ideal dos diversos blocos constituintes deste tipo de sistema, sobre o comportamento total de um amplificador linearizado por esta técnica. No Capítulo 5 são discutidas as formas usuais de implementação desta técnica em amplificadores de microondas. A partir da análise feita destas implementações, propõem-se novas formas de implementação, de forma a não só estender-se o seu funcionamento para operação multi-oitavas, como também, para permitir que seus ajustes e sintonia sejam feitos totalmente por controles elétricos externos. Para tanto, é proposto um método de análise/simulação destes tipos de amplificadores, valendo-se simplesmente de simuladores para circuitos lineares. Por tudo isto, este capítulo é o principal deste trabalho. São utilizados, ou sugeridos, componentes e/ou elementos de circuitos não tão usuais, tendo-se considerado conveniente fazer uma breve descrição de suas caracteristicas principais. O Capítulo 6 descreve o protótipo de validação desenvolvido, bem como os resultados medidos em bancada. As conclusões finais, bem como sugestões para trabalhos futuros, são apresentadas no sétimo (e último) capítulo. O trabalho é complementado por três Anexos

Abstract: The basic aim of the present work was to extend the application limits of the feedforward technique to microwave amplifiers, mainly for multi-octave operation. It has been shown that it is possible to make use of feedforward linearization for broadband networks (such as CATV) and optical...

Abstract: The basic aim of the present work was to extend the application limits of the feedforward technique to microwave amplifiers, mainly for multi-octave operation. It has been shown that it is possible to make use of feedforward linearization for broadband networks (such as CATV) and optical communication circuits as well. For the sake of completeness, this work begins, just after a brief introduction, with a review of the foundations of power amplifier nonlinearities. Also, the most usual non-linearity analysis methods are presented, their strong and weak points, and conditions of application, in Chapter 2. In Chapter 3, several linearization methods are discussed and compared. Special attention is paid to Section 3.2, where RF pre-distortion is discussed. Sub-Section 3.2.2 presents this author's contribution to that subject, that results in a simplification of the hardware involved. The potential of the feedforward technique arises, becoming itself a motivation for Chapter 4. The fourth Chapter presents a review of the feedforward technique, pointing out the effects (on the linearized amplifier performance) ofthe non-ideal behavior of each feedforward-system bullding block. Chapter 5 discusses the usual feedforward system concepts, for microwave amplifiers. Starting from this point, different ways of implementation are proposed, aiming at multioctave operation and a fully electrical controlled system. To make this possible, an analysis and simulation method has been proposed, using simply linear circuit simulation software. A design procedure is also presented. This chapter is the core of this thesis. Chapter 6 describes the validation prototype that is developed, together with the measured results. The final conclusions are given on the last chapter, Chapter 7. Three Annexes close the work