Performances de l’amplificateur LINC avec un signal modulé

La dernière étape de ce travail expérimental consistait à mesurer les performances de l’amplificateur LINC avec un signal modulé. Comme dans les simulations, nous avons utilisé un signal 16QAM filtré avec un filtre RRCF ayant un αrc de 0.35 et pour un taux de symboles de 1MHz. Ce signal a été généré et décomposé avec l’outil ADS et les fichiers résultants ont été chargés ensuite dans les deux générateurs de signaux. Les amplificateurs sont toujours opéré au même niveau de puissance de sortie soit 40.5 dBm. Avec un diviseur de puissance à

afin de mesurer l’EVM résultant. L’autre partie du signal est acheminé au wattmètre afin de mesurer la puissance de sortie. Les trois combineurs fabriqués ont été considérés dans les mesures. Dans le cas de γ=±10o et γ=±20o, nous avons effectué les mesures sans et avec prédistorsion de phase. Les résultats de ces mesures sont résumés dans le tableau 2.7.

Tableau 2.7 Efficacité et linéarité de l’amplificateur LINC pour différents types de combineurs

Combineur de l’amplificateur LINC Chireix sans-stubs γ=±10o sans predistorsion γ=±10o avec predistorsion γ=±20o sans predistorsion γ=±20o avec predistorsion Pout (dBm) 37.23 39.4 38.6 40.3 38.1 Efficacité (%) 24.05 34.31 29.05 35.45 23.2 EVM (%) 5.8 9.7 6.2 10.1 5.4

Tout d’abord, nous remarquons que la linéarité du système est fortement dégradée pour les configurations linéaires, i.e., combineur Chireix sans-stubs et combineur Chireix avec stubs et prédistorsion. Dans ces cas supposés linéaire, le seuil du niveau d’EVM obtenu avec le signal 16QAM est supérieur à 5%. Ces résultats sont consistants avec ceux obtenus sans modulation où la puissance de sortie ne suivait pas la forme cos2(θ) qui est typiquement la sortie linéaire. Ce niveau élevé d’erreur est du le débalancement résiduelle entre les branches du système à cause de leur dissimilitude.

Cependant, tel qu’obtenu avec les simulations, la prédistorsion des combineurs ayant des stubs avec des longueurs électriques non-nulles permet de linéariser le comportement de l’amplificateur LINC. L’EVM est ainsi passé de 10.1% à 5.4% pour un combineur physique ayant pour γ=±20o et 9.7% à 6.2% pour un combineur physique ayant pour γ=±10o. Comme prévisible, cette amélioration de la linéarité s’accompagne par une baisse de l’efficacité. Elle

baisse de 12% dans le cas de γ=±20o _{et de 4.3% dans le cas de γ=±10}o_{. Cependant avec un} combineur ayant pour γ=±10o prédistorsionné, l’efficacité énergétique obtenue reste meilleure que celle du combineur sans stubs pour une linéarité légèrement inférieure.

Pour conclure, les résultats expérimentaux, malgré la dissimilitude des deux branches du système, ont illustré l’effet du load-pulling sur l’amélioration de l’efficacité énergétique. De plus, nous avons pu clairement observer l’impact du combineur numérique. En effet, l’application des déphasages ±α aux signaux d’entrée de l’amplificateur avec un combineur donné, une translation proportionnelle des courbes de puissance et d’efficacité du système avec combineur physique est réalisée. En présence de signaux modulés, les combineurs prédistorsionnés sont une solution peu complexe qui assure permet une amélioration certaine de la linéarité de l’amplificateur. Une amélioration de l’efficacité par rapport au combineur sans stubs peut être obtenue aussi. Cependant, le banc d’essais dont nous disposons ne permet pas de chercher plus de linéarité et d’efficacité contrairement à ce que nous avons pu obtenir en simulation.

2.9 Conclusion

Dans ce chapitre, une analyse détaillée du comportement du système LINC en présence de combineur adapté ou non-adapté a été effectuée. Nous avons ensuite investigué les performances du combineur Chireix, qui est plus délicat à étudier, en se basant sur le modèle proposé par (El-Asmar, 2008) qui décrit le comportement du combineur en présence de sources idéales. Nous avons démontré que ce modèle simplifié permet une meilleure compréhension du comportement du combineur. Ceci permet aussi d’optimiser la conception du combineur Chireix et donc obtenir une meilleure efficacité énergétique de combinaison pour un niveau de linéarité donné. Par après, nous avons introduit une nouvelle méthode de conception du combineur Chireix qu’on a appelé Chireix numérique. Un déphasage introduit au niveau bande de base est équivalent à la variation de la longueur électrique des stubs. Ce concept permet d’adapter dynamiquement les propriétés physiques du combineur. Cette flexibilité présente un grand avantage dans le cas des signaux adaptatifs. Le concept

idéales ainsi qu’en présence d’amplificateurs de puissance préadaptés.

Dans la dernière partie de ce chapitre, nous nous somme intéressés à étudier le système LINC complet en présence d’amplificateurs de puissance de classe B. Nous avons démontré la difficulté d’établir un modèle analytique décrivant le comportement d’un tel système à cause de l’effet de load-pulling subi par les 2 amplificateurs quand les charges d’entrée du combineur varient selon l’angle θ. Néanmoins, nous avons mené une série de simulations réalistes dans le but d’observer la réponse du système pour différents combineur Chireix. Il a été montré que l’utilisation des combineurs prédistorsionnés en phase représentait une option simple permettant d’améliorer l’efficacité énergétique tout en conservant une excellente linéarité. Des mesures expérimentales pour analyser les performances du système LINC avec amplificateur et combineurs Chireix ont été faites. Les résultats obtenus sont assez similaires aux résultats obtenus dans les simulations. Nous avons pu voir clairement l’effet du combineur Chireix sur le déplacement des courbes d’efficacité et de puissance de sortie. Cependant, à cause du débalancement de notre banc de test dû à la dissimilitude des amplificateurs utilisés, la linéarité obtenue est largement dégradé par rapport à ce que nous avions pu obtenir en simulation. Il est nécessaire de reconduire ces tests avec des amplificateurs offrant un meilleur équilibre sur les deux branches afin d’atteindre des niveaux de linéarité meilleurs.