عنوان پایان‌نامه
طراحی و ساخت تقویت کننده مایکروویو چند ترانزیستوری به کمک تقسیم کننده های توان SIW
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43993;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1685
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۸۸
- دانشجو
- خورشید سرحدی
- استاد راهنما
- محمود شاه آبادی
- چکیده
- در این پایان¬نامه طراحی و ساخت یک تقویت¬کننده متوازن مایکروویو با تکنولوژی موجبر مجتمع شده در زیرلایه را مورد توجه قرار داده¬ایم. تقویت¬کننده¬های متوازن با هدایت سیگنال ورودی به دو مسیر مجزا و تقویت آن در این دو مسیر، عمل می¬کنند. ساختار به گونه¬ای طراحی شده است که سیگنالهای بازگشتی از دو مسیر یکدیگر را خنثی و در نتیجه تطبیق امپدانس بسیار بالایی در ورودی و خروجی ایجاد می¬شود که امکان طراحی تقویت¬کننده به منظور دسترسی به باند وسیع را فراهم می¬کند. این تقویت¬کننده¬ها اغلب بر روی خطوط مایکرواستریپ پیاده¬سازی شده¬اند. در این پایان¬نامه به منظور اجتناب از تلف بالای مایکرواستریپ، به طراحی و تحقق تقویت¬کننده متوازن با بهره¬گیری از تکنولوژی SIW که به علت ضریب کیفیت بالاتر در سالهای اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است، پرداخته¬ایم. از آنجاییکه در یک تقویت¬کننده متوازن ایزولاسیون بین دو تقویت¬کننده از اهمیت ویژه¬ای برخوردار است، ابتدا با به کارگیری ایـده magic-T در موجبرهای مستطیلی، ساختار نوینـی را برای افزایش ایزولاسیـون در تقسیم¬کننده توان SIW ارائه کرده¬ایم. تقسیم¬کننده¬ توان پیشنهادی در این پایان¬نامه در اندازه¬گیری، ایزولاسیون بیش از 15 dB را در عرض باند نسبی 42% در بازه فرکانسی 9.6 GHz تا 14.8 GHz تأمین می¬کند. با استفاده از این ساختار به عنوان تقسیم و ترکیب¬کننده توان، به کارگیری دو تقویت¬کننده تک ترانزیستوری SIW و طراحی شیفت¬دهنده فاز، تقویت¬کننده متوازن برای اولین بار روی ساختار SIW طراحی و ساخته شده است. در اندازه¬گیری پارامترهای پراکندگی این تقویت¬کننده، بهره توان حدود 10 dB با ریپل کمتر از 2 dB در عرض باند 40% در باند X و تلف بازگشتی ورودی و خروجی بیش از تقریبـاً 15 dB بدست آمده است. بـدین ترتیب تلف بازگشتی در ایـن تقویت¬کننده در مقایسه بـا تقویت¬کننده تک ترانزیستوری مشابه، بین 5 dB تا 15 dB بهبود یافته است. در انتهای طراحی و ساخت تقسیم¬کننده توان با ایزولاسیون بالا و تقویت¬کننده متوازن، به منظور استفاده از آنها در سیستمهای مبتنی بر SIW، پارامترهای پراکندگی آنها روی پورتهای SIW، با استفاده از یک روش کالیبراسیون، استخراج شده¬اند.
- Abstract
- In this thesis, the design and implementation of a substrate integrated waveguide (SIW) microwave balanced amplifier is studied. Balanced amplifiers are usually implemented on microstrip lines. The reason why we consider SIW as an alternative to the microstrip waveguide is its higher quality factor, thus lower loss. Since in a balanced amplifier, a high isolation between the two amplifiers is of particular significance, we first introduce a novel design for a high-isolation SIW power splitter using the idea of the magic-T in rectangular waveguides. Measured results on the fabricated SIW power splitter indicate that the proposed power splitter features more than 15 dB of isolation across a 42% bandwidth from 9.6 GHz to 14.8 GHz. Exploiting this structure as a power divider and combiner along with two SIW single-transistor amplifiers results in a SIW balanced amplifier for the first time. Based on the measurements, the amplifier exhibits a power gain of 10 dB with less than 2 dB of ripple and more than 15 dB of input and output return losses across a 40% bandwidth in the X-band. Thus, the return loss in this amplifier has been improved by 5 dB to 15 dB compared to its single-transistor counterpart. To employ the SIW power splitter with high isolation and the SIW balanced amplifier in SIW-based systems, their scattering parameters on SIW ports have been extracted using a calibration technique.
