Telecomunicaciones

Un analizador de redes de gran señal: ¿Por qué es necesario?
Wendy Van Moer e Yves Rolain

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urante las últimas décadas, la teoría de sistemas lineales ha gobernado al mundo de las aplicaciones de ingeniería. Casi todos los ingenieros se educan en el entorno lineal y son muchas las técnicas disponibles para medir y modelar dispositivos lineales. Casi todo lo que no es lineal o no puede serlinealizado es considerado como una perturbación que tiene que eliminarse. No obstante, la constante presión que ejercen las aplicaciones de baja potencia y alto ancho de banda hace que un gran número de dispositivos superen los límites de su rango lineal y entren en zona de operación no lineal. Piense, por poner un ejemplo, en un exigente cliente que desee un teléfono móvil de funcionamientoóptimo, barato y con una amplia autonomía. Muchas de estas demandas se pueden satisfacer aumentando la eficiencia de los transistores. El problema, sin embargo, radica en que el incremento de eficiencia de un transistor implica empujar su punto de polarización hacia la región de compresión. Siendo que compresión es sinónimo de no linealidad, resulta esencial adquirir un mayor conocimiento sobre elcomportamiento no lineal de un componente. Cuanto mejor nos adaptemos al mundo no lineal, más sencillo resulta modelar el comportamiento no lineal de los bloques que forman un sistema de telecomunicaciones tales como los RFICs.

¿Por qué considerar un Analizador de Redes de Gran Señal?
La teoría de los sistemas lineales invariantes en el tiempo (LTI, por sus siglas en inglés) o la de las funcionesde transferencia lineales conforman un marco de trabajo potente y bien conocido para el análisis, diseño y medición de un sistema LTI, tal y como prueba el gran número de aplicaciones exitosas. Una de las paradojas de este marco de trabajo es el hecho de que no existe un sistema tal que satisfaga los requerimientos necesarios para ser LTI, esto es, que la respuesta impulsional no dependa enabsoluto de la potencia de entrada aplicada. En la práctica, el sistema LTI se utiliza por tanto como una aproximación a la operación característica del dispositivo en un rango de potencia determinado. Como consecuencia de esto, la teoría de los sistemas lineales invariantes en el tiempo es perfecta para modelar incluso sistemas altamente no lineales, tales como un transistor, siempre y cuando seimponga la condición de pequeña señal. De este modo, la no linealidad es linealizada y los fenómenos no lineales se consideran perturbaciones que han de ser eliminadas. Esta aproximación ha satisfecho las necesidades en el modelado de componentes no lineales por muchos años. En la actualidad, los dispositivos cada vez más son forzados más allá de sus fronteras de operación en pequeña señal y allí, elmodelo lineal falla incluso a la hora de describir el

Wendy Van Moer e Yves Rolain pertenecen a la Vrije Universiteit Brussel (Dept. ELEC/TW); Pleinlaan 2; B-1050 Bruselas (Bélgica) Tel.:+32.3.629.28.68; Fax:+32.2.629.28.50; E-mail:wendy.vanmoer@vub.ac.be.
Traductora: Pilar Molina Gaudó (E-mail: pimolina@unizar.es)

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IEEE microwave magazine

1527-3442/06/$20.00©2006 IEEE

Diciembre2006

sistema cualitativamente. Incluso en el caso de dispositivos moderadamente no lineales, la intuición lineal falla frecuentemente debido al rico comportamiento de la no linealidad. En los aspectos puramente no lineales del diseño, Figura 1. Espectro de entrada y de salida de un dispositivo LTI bajo test las cosas están incluso peor, ya que, el diseñador se ve solo ante partir de unacombinación de señales de entrada se el peligro, dependiendo de resultados de simulación y obtiene la misma combinación lineal de señales de unos pocos parámetros tales como el punto de salida. intersección de tercer orden (TOI, por sus siglas en Dado que la transformada de Fourier [2] es una inglés) [1] y el punto de compresión a 1 dB. Claramente, operación lineal, la respuesta espectral de un sistema...