طراحي و ساخت تقويت‌كننده توان پوش‌پول چند كاناله UHF براي پخش شبكه ديجيتال زميني با استفاده از بهينه سازي الگوريتم ژنتيك پارتو چند منظوره

Design and Fabrication of a New UHF Multi-Channel Frequency Push-Pull Power Amplifier for Digital Video Broadcasting-Terrestrial Network using Multi-objective Pareto-based Genetic Algorithms Optimization

فرستنده‌هاي ديجيتال تلويزيوني زميني (DVB-T/T2) قادر به ايجاد پوشش تلويزيوني در سراسر باند UHF (470-860 مگاهرتز) مي‌باشند. در خروجي مدولاتور فرستنده DVB-T/T2))، توان خروجي كوچك بوده و در حد 0 dBm است و براي اين منظور در فرستنده‌ها براي ارسال سيگنال به نقاط دور، از تقويت كننده توان استفاده مي‌شود. در اين مقاله، به‌منظور استفاده در اين نوع فرستنده‌ها و سيستم بي‌سيم نظامي، تقويت كننده توان Out-phasing (OPA) با بهره بيشتر از 42dB، مقدار اعوجاج مدولاسيون داخلي (IMD) -29 تا -52.2dBc و مقدار بازده توان افزوده شده (PAE) 32 تا66 %در محدوده فركانس 400-900 مگاهرتز طراحي و پياده‌سازي شده است. استفاده از ترانزيستور نيمه‌هادي اكسيد فلزي نفوذ دوگانه افقي (LDMOS) به‌منظور طراحي تقويت‌كننده توان در فرستنده‌هاي ديجيتال چند فركانسي (MFN)، باعث بهبود خطي بودن، بهره، راندمان و پهناي باند مي‌شود. در اين مقاله، به‌منظور بهينه‌سازي شبكه‌هاي تطبيق ورودي و خروجي از الگوريتم ژنتيك چند هدفه مبتني بر جبهه پارتو (MOPGA) استفاده شده است. در ادامه نتايج شبيه‌سازي با نتايج اندازه‌گيري شده از تقويت كننده ساخته شده، مقايسه مي‌شود.

Digital Video Broadcasting-Terrestrial transmitters (DVB-T/T2) sets are designed for reception of TV broadcasts in VHF (174-230 MHz) and UHF (470-790 MHz) bands. They provide an effective solution for the reception of DVB-T/T2 transmitters broadcasting with various combinations of polarizations in the VHF and UHF bands. In the present paper, for the purpose of Digital Video Broadcasting-Terrestrial (DVB-T/T2) transmitters and military wireless systems, an optimized out-phasing push-pull power amplifier based on Pareto genetic algorithm optimization is designed for ultra-high frequency (UHF) applications using Laterally diffused metal oxide semiconductor (LDMOS) transistor. In the new DVB-T/T2 Multi Frequency Network (MFN) transmitters, radio frequency power (RF) amplifier products, the linearity, efficiency, and broadband bandwidth all needed to be improved. Herein, three LDMOS-RF transistors are utilized in two stages. The multi-objective pareto genetic algorithm (MOPGA) is used to optimize the input and output matching networks, and insertion loss of matching network. In DVB-T/T2 transmitters the power output of modulator is low (1Mw). For this purposed the broadband out-phasing power amplifier is designed with optimal gain (EX: 40dB) in UHF bands. In the first step, the Agilent Design System (ADS) simulations are used. A gain >42 dB was achieved with an optimized matching network. The intermodulation distortion (IMD) is calculated between -29 and -52.2 dBc. The power-added efficiency (PAE) of 32-66% is obtained in the frequency range of 400-900 MHz in this study. Subsequently, an amplifier printed circuit board is fabricated.