Vysokofrekvenční výkonový zesilovač

Abstract

Tato bakalářská práce se zaměřuje na návrh a realizaci výkonového vysokofrekvenčního zesilovače s kontinuálním výstupním výkonem alespoň 100 W. Zesilovač je tvořen třístupňovou strukturou, přičemž první dva stupně představují širokopásmový předzesilovač, který pracuje v širokém rekvenčním rozsahu od 50 MHz až do 6 GHz s výstupním výkonem přibližně 2 W. Tento výkon je dostatečný pro spolehlivé buzení výkonového stupně, který pokrývá frekvenční pásmo 50–500 MHz a poskytuje výstupní výkon až 173 W. Návrh zahrnoval obvodové schéma, návrh desky plošných spojů a zajištění chlazení pro stabilní provoz. Součástí návrhu byla také implementace řídicího systému založeného na mikrokontroléru Arduino Nano Every, který zajišťuje správnou sekvenci zapínání předzesilovače. Funkčnost zařízení byla ověřena měřením pomocí spektrálního a vektorového síťového analyzátoru.

This bachelor’s thesis focuses on the design and implementation of a high-frequency power amplifier with a continuous output power of at least 100 W. The amplifier is built using a three-stage structure, with the first two stages forming a broadband driver amplifier operating in an exceptionally wide frequency range from 50 MHz to 6 GHz, delivering an output power of approximately 2 W. This power is sufficient to reliably drive the power stage, which covers the frequency band from 50 to 500 MHz and provides an output power of up to 173 W. The design process included the circuit schematic, PCB layout, and a cooling system to ensure stable and reliable operation. A control system based on the Arduino Nano Every microcontroller was also implemented to manage the correct power-up sequence of the driver amplifier. The functionality of the device was verified through measurements using a spectrum analyzer and a vector network analyzer.