Soluciones hardware de potencia y radiofrecuencia para sistemas de comunicaciones sostenibles de próxima generación y aplicaciones derivadas
RESUMEN: En la actualidad, en el área de las comunicaciones inalámbricas, existe una especial preocupación por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera y, por ende, el gasto energético. En este sentido, la eficiencia energética en las estaciones base (Radio Base Stations,...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Cantabria (UC) |
| Repositorio: | UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.unican.es:10902/21660 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10902/21660 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Amplificador de potencia Chireix Clase-E Conmutación a tensión cero Convertidor DC/DC Convertidor resonante Eficiencia GaN HEMT Inversor LMBA Load-Pull LTE Microondas Modulación de la carga Outphasing Rectificador Transmisor UHF DC/DC Converter Efficiency Inverter Load Modulation Power amplifier Rectifier Resonant converter transmitter Zero voltage switching |
| Sumario: | RESUMEN: En la actualidad, en el área de las comunicaciones inalámbricas, existe una especial preocupación por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero a la atmósfera y, por ende, el gasto energético. En este sentido, la eficiencia energética en las estaciones base (Radio Base Stations, RBS) juega un papel fundamental en los sistemas inalámbricos de comunicación. Los últimos avances hacia nuevas generaciones en las comunicaciones inalámbricas, empleando formatos de modulación espectralmente cada vez más eficientes, requieren manejar señales que presentan valores de relación de potencia pico a potencia promedio (PAPR) muy elevados. Por este motivo, el diseño de arquitecturas de transmisión para el 5G y los futuros estándares de comunicaciones inalámbricas es cada vez más complejo ya que se debe proporcionar una operación altamente eficiente sobre un rango de control de potencia de salida mayor. En este sentido, en esta tesis doctoral se proponen diferentes topologías inversoras de elevado rendimiento, operando en clase-E o basándose en la continuidad de modos de la clase-E, para su posterior utilización en transmisores eficientes de señales de comunicación. Se han diseñado e implementado amplificadores de potencia de bajas pérdidas y con reducida sensibilidad a las variaciones de la resistencia de carga que, al ser empleados en arquitecturas de transmisión, permiten manejar señales con altos valores de PAPR manteniendo una alta eficiencia y linealidad. De hecho, tras ser integrados en transmisores outphasing y en arquitecturas combinadas del tipo “Load Modulated Balanced Amplifiers (LMBA)” se han alcanzado valores de eficiencia que podrían considerarse en el estado del arte. Por otro lado, estas topologías amplificadoras también han sido utilizadas para diseñar e implementar su circuito dual con inversión temporal, el rectificador síncrono. Su implementación conjunta, al conectarlos en cascada, ha permitido el diseño e implementación de convertidores resonantes DC/DC, que podrían ser utilizados como moduladores de envolvente en arquitecturas Envelope Tracking (ET) y de Envelope Elimination and Restoration (EER), siendo también adecuados para su uso en fuentes de alimentación que requieran una alta densidad de potencia y una respuesta muy rápida, gracias a su reducido tamaño y elevado ancho de banda. |
|---|