وبلاگ

در سال های اخیر توجه به مدارهای مایکروویو برای سیستم های مخابراتی افزایش یافته است و مدارهای فعال و غیرفعال مایکروویوی برای سیستم های مخابرات بیسیم به شدت پیشرفت نموده است. تقویت کننده های مایکروویو یکی از حساس ترین مدارهای فعالی است که در کاربرد سیستم ها استفاده می شود.
طراحی تقویت کننده های مایکروویو با استفاده از ترانزیستورهای اثر میدان در مدارهای مجتمع مایکروویوی یا مدارهای مجتمع مایکروویوی یکپارچه، در تمام زیر سیستم های ساخته شده برای کاربردهای بیسیم مایکروویو به طور وسیع استفاده می شود. مشخصات تقویت کننده ها به کاربرد آنها وابسته است و طراحی تقویت کننده ها با توجه به کاربرد آنها متفاوت می باشد. مثلاً یک فرستنده مخابراتی بیسیم به یک تقویت کننده رادیویی با توان خروجی زیاد نیاز دارد اما، یک گیرنده مایکروویو به تقویت کننده ای با بهره بالا نیازمند است که سیگنال دریافتی را بدون افزودن هیچ گونه نویزی تقویت نماید. مشخصات گیرنده های مایکروویو بسیار به کاربرد آنها وابسته است. مثلا ممکن است گیرنده های مخابراتی فقط به یک باند باریک اما، قابل تنظیم نیاز داشته باشند در حالی که، گیرنده های رادارهای تجاری به یک فرکانس ثابت با پهنای متوسط (متناسب با معکوس پهنای پالس) نیازمندند. به هرحال سیستم های جنگ الکترونیک و مخابرات نوری به پهنای باند زیادی نیاز دارند. پهنای باند زیاد در سیستم های جنگ الکترونیک برای اصلاح فرکانس های غیر قطعی منتشر شده و در سیستم های مخابرات فیبر نوری برای افزایش نرخ انتقال دیتا استفاده می شود.
فلسفه طراحی تقویت کننده های پهن باند، به دست آوردن بهره ای هموار در سرتاسر باند فرکانسی تعیین شده می باشد.
مشکلاتی که ممکن است در طراحی این نوع تقویت کننده ها با آنها مواجه شویم، عبارتند از:
– تغییرات IS21I و IS12I با فرکانس. به عنوان مثال، IS21I با فرکانس به نرخ 6 دسیبل بر اکتاو کاهش می یابد و IS12I با فرکانسی با همین نرخ، افزایش می یابد.

– پارامترهای پراکندگی S11 و S22 نیز، به فرکانس وابسته می باشند و تغییرات ایجاد شده در آنها در طیف گسترده ای از فرکانس ها حائز اهمیت می باشد.

– در برخی از دامنه های فرکانسی تقویت کننده پهن باند، می توان شاهد افت عدد نویز و VSWR بود.
اساساً تقویت کننده های توان پهن باند در مقایسه با تقویت کننده های توان باند باریک دارای توان راندمان افزوده کمتری تقریباً بین 8 تا 19 درصد هستند زیرا، طراحی تقویت کننده با هدف ماکزیمم کردن توان خروجی بر روی یک باند چند اکتاوی بازده را تحت تاثیر قرار می دهد.
رایج ترین و بهترین روش های مداری که برای طراحی تقویت کننده های پهن باند در تکنولوژی هایبرید و یکپارچه استفاده می شود عبارتند از:
– مدار تطبیق راکتیو
– مدار توزیعی موج متحرک
– مدار فیدبک
– مدار تطبیق تلفاتی.
این روش ها در فصل اول بررسی خواهند شد.
در طراحی مدارهای تطبیق راکتیو در روشی موسوم به تطبیق جبران سازی شده، مقدار قابل قبول تغییرات بهره در طول باند را مشخص می کنند و آنگاه مدارهای تطبیق ورودی و خروجی را طوری طراحی می کنند که تغییرات بهره در طول باند از مقدار تعیین شده تجاوز نکند. اگر مدار ورودی و خروجی به طور کامل در طول باند تطبیق شوند، تغییرات بهره در طول باند صفر خواهد بود اما، برای تقویت کننده های پهن باند چنین تطبیقی تقریباً غیرممکن است. دستیابی به تقویت کننده ای با پهنای باند مناسب و تغییرات کم بهره در طول باند طراحی، با تعیین مقدار مناسب المان های مدار تطبیق امکان پذیر است اما، تعیین مقدار مناسب المان ها کاری دشوار و زمانبر می باشد. بنابراین، ارائه روشی به منظور تعیین مقدار مناسب المان ها برای کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی با سرعتی بالا امری ضروری به نظر می رسد. هدف پایان نامه حاضر ارائه روشی جدید برای طراحی تقویت کننده های پهن باند است که علاوه بر کاهش تغییرات بهره در طول باند طراحی، سرعت طراحی را نیز افزایش می دهد.