عنوان پایان‌نامه
پیاده سازی تقویت کننده های مایکروویو بر روی موجبرهای مجتمع شده در زیر لایه
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-مخابرات-میدان
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 38308;کتابخانه دانشکده برق و کامپیوتر شماره ثبت: E1447
- تاریخ دفاع
- ۲۷ خرداد ۱۳۸۷
- دانشجو
- مصطفی عبدالحمیدی
- استاد راهنما
- رضا فرجی دانا, محمود شاه آبادی
- چکیده
- چکیده در این پایان‌نامه پیاده‌سازی تقویت‌کننده‌های مایکروویو بر روی ساختار موجبر مجتمع‌شده در زیرلایه (SIW) مورد بررسی قرار می‌گیرد. موجبر مجتمع‌شده در زیرلایه پیکربندی نوینی است که امکان ایجاد ساختارهای شبیه موجبر راستگوشه را در مدارهای چاپی متداول ممکن می‌کند. تا کنون مدارهای غیر فعال گوناگونی با استفاده از این پیکربندی طراحی و ساخته شده‌اند. اما در بین مقالات علمی، گزارش درباره مدارهای فعال با تکنولوژی SIW کمتر به چشم می‌خورد. طراحی و پیاده‌سازی مدارهای فعال مایکروویو بر روی ساختار SIW محور اصلی این پایان‌نامه را تشکیل می‌دهد. در این راستا دو رویکرد ممکن را برای طراحی ارائه می‌کنیم که در یکی، از عناصر مایکرواستریپ و در دیگری از عنصر‌های محقق‌شده بر روی SIW، در پیاده‌سازی یک تقویت‌کننده مایکروویو استفاده شده است. با مقایسه نتایج اندازه‌گیری و شبیه‌سازی نشان می‌دهیم که چگونه می‌توان با جانشینی یک‌به‌یک اجزاء تشکیل‌دهنده یک تقویت‌کننده بر روی خطوط مایکرواستریپ با اجزاء متناظر در تکنولوژی SIW، یک تقویت‌کننده یکپارچه و فشرده را بر روی این موجبر محقق ساخت. تقویت‌کننده ارائه‌شده در یک عرض باند نسبی حدود 40 درصد دارای بهره توان حدود dB10 با ریپل کمتر از dB2 و تلف بازگشتی ورودی و خروجی بیش از dB10 است. مدل‌سازی مناسب اجزاء سازنده مدار در شبیه‌سازی‌ها و نیز حساسیت کم این اجزاء به خطاهای موجود در ساخت، سبب شده است که نتایج اندازه‌گیری و شبیه‌سازی مطابقت بسیار خوبی داشته باشند و لذا تقویت‌کننده طراحی شده به تنظیمات پس از ساخت، که معمولا مرحله ناگزیری در طراحی مدارهای فعال مایکروویو به شمار می‌رود، نیازی نداشته باشد. در ادامه برای آنکه بتوانیم از این تقویت‌کننده در سیستم‌های مبتنی بر تکنولوژی SIW استفاده کنیم، با اعمال یک روش کالیبراسیون خاص روی نتایج اندازه‌گیری، پارامترهای پراکندگی تقویت‌کننده را بر روی پورت‌های SIW محاسبه می‌کنیم. در نهایت به منظور نشان دادن قابلیت‌های پیکربندی SIW در پیاده‌سازی مدارهای مایکروویو با عناصر فعال متعدد، فصلی از این پایان‌نامه را به ارائه ساختارهای نوینی اختصاص داده‌ایم که می‌توانند در تحقق تقویت‌کننده‌های متوازن و نیز تقویت‌کننده‌های توزیع‌شده مبتنی بر SIW به کار روند.
- Abstract
- Abstract In this thesis, the concept of the implementation of microwave amplifiers on substrate integrated waveguides is speculated. The substrate integrated waveguide is a novel configuration which makes the formation of quasi-waveguide structures in conventional printed circuits possible. So far, various types of passive circuits have been designed and fabricated using SIW technology. But, among scientific papers, reports on SIW based active microwave circuits are rare. The implementation of active microwave circuits on SIW technology is the basis of this thesis. In this regard, we present two different attitudes toward the design of the amplifier. In the first approach, the amplifier is designed using the conventional microstrip elements, while SIW-based elements are utilized in the second configuration. The simulation and measurement results are compared to show that how the substitution of the building components of a microstrip-based amplifier by SIW-based elements results in the compactness and integrity of the whole amplifier. The proposed amplifier features more than 10 dB of the power gain with less than 2 dB of ripple and more than 10 dB of input and output return losses in a 40% of relative bandwidth. The appropriate modeling of the building blocks of the amplifier and the low sensitivity of these components to the fabrication tolerances has brought about the similarity of the simulation and measurement results. Hence, the fabricated amplifier does not require the tuning procedure. In addition, to be used in SIW-based systems, the scattering parameters of the amplifier on its SIW ports have been calculated using a calibration technique. Finally, to demonstrate the abilities of the SIW configuration in the implementation of active microwave circuits having several active elements, a chapter of the thesis concerns the presentation of novel structures appropriate for the realization of balanced and distributed SIW amplifiers.
