Design of tunable impedance matching circuit for a GSM antenna
GSM anteni için ayarlanabilir empedans uyumlama devresi tasarımı
- Tez No: 416603
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ, DR. FATİH KOÇER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 139
Özet
Bu tezde, birkaç ayarlama yaklaşımı kullanılarak otomatik empedans eşleme devreleri tasarlanmıştır. Tipik bir otomatik empedans eşleme sistemi elektronik olarak ayarlanabilen bir empedans eşleme devresi kullanılarak kullanıcının başı ve eliyle oluşan empedans değişimlerini giderir. Güç yükseltecin çıkış gücü, doğrusallığı ve verimliliği otomatik empedans eşleme devre birimleri kullanılarak iyileştirilebilir. RF ön uç çalışma koşullarını iyileştirmek için literatürde önerilen çeşitli ayarlanabilir empedans eşleme devreleri mevcuttur. Bu çalışmada otomatik empedans eşleme devreleri birkaç ayarlama yaklaşımı kullanılarak tasarlanmıştır. Verici dizisindeki güç yükseltecin çıkışında ve alıcı dizisindeki düşük gürültülü güç yükseltecin girişinde kullanılan bu devreler endüktörler ve varaktörler kullanılarak farklı topolojilerde tasarlanabilir. Empedans kapsama bölgeleri farklı devrelerde ayarlanabilir empedans değerleri taranarak araştırılmıştır. Kontrol voltaj seviyeleri iyileştirilerek ve literatürde hazır bulunan devrelere bir kaç yenilik eklenerek otomatik empedans devresi tasarlanmıştır. Ardışık bağlanmış ayarlanabilir faz kaydırıcı ve değişken dönüştürücü kullanılarak FR4 kartı üzerine bir empedans uyumlama devresi gerçekleştirilmiştir. 880-920MHz frekans bandında farklı yük empedanslarında uyumlayıcıların performansının test edilmesi için, yönlü bağdaştırıcılar, zayıflatıcılar ve AD8302' den oluşan otomatik empedans uyumlama birimi FR4 kartı üzerine üretilmiştir. Farklı sabit yük empedansları için empedans tuner ölçümleri önemli ölçüde VSWR iyileştirmesi başarılabildiğini göstermiştir. Bu ölçümlerde aynı zamanda ilgilenilen frekans bandı içerisinde çoğu eşlenmemiş yükler için VSWR değerinin ikinin altında tutulduğu görülmüştür. Ayarlanabilir eşleme devresinin tüm verimliliğini incelemek için ayarlanabilen empedans devresi ile ne kadar iyileşme veya kayıp getirildiğini ölçmek için relatif dönüştürücü kazancı ifadesi kullanılmıştır. Geliştirilen empedans ayarlama devresi küçük ve 3.3 Volt'a kadar kontrol voltajına ihtiyaç duyduğundan cep telefonu uygulamaları için iyi bir adaydır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, automatic impedance matching circuits are designed by using several tuning approaches. A typical automatic impedance matching system compensates for the impedance variations of the antenna due to the human hand and head using an electronically tunable impedance matching circuitry. Maximum output power, the linearity and efficiency of PA can be improved using automatic impedance matching circuit units. There are various tunable impedance matching circuits proposed in the literature to enhance RF front end operating conditions. These circuits are implemented by using inductors and varactors in various circuit topologies which can be utilized at the input of the low noise amplifier (LNA) in the receive chain and the output of the power amplifier (PA) in the transmit chain. Impedance coverage regions are investigated by sweeping all tunable components for various tuners. Our proposed automatic impedance networks are designed by utilizing a variation of available networks in the literature plus some novelties on the configuration and improvements on control voltage levels. A prototype of impedance tuner consisting of a 90 degree phase shifter and a variable transformer connected in cascade is implemented on an FR4 board. The automatic impedance tuning unit composed of directional couplers, attenuators, AD8302 is fabricated on an FR4 board to test the performance of the impedance tuner for various load impedances in the frequency bandwidth of 880-920 MHz. The automatic impedance tuner measurements show that significant VSWR improvement can be achieved for different load impedances. These measurements also show that the VSWR value is maintained below two for most of the mismatched loads in the frequency band of 880-920MHz. In order to study the overall efficiency of the tunable matching circuit, relative transducer gain expression is also employed to measure how much improvement or loss is introduced by the tunable matching circuit. The developed impedance tuner is compact and needs control voltage levels up to 3.3V, so that it is a good candidate for cell phone applications.
Benzer Tezler
- High performance tunable active inductors for microwave circuits
Mikrodalga devreleri için yüksek başarımlı ayarlanabilir aktif endüktörler
HADI GHASEMZADEH MOMEN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN YAZGI
YRD. DOÇ. DR. RAMAZAN KÖPRÜ
- High performance InP-based HEMTs with dry etched gate recess
Başlık çevirisi yok
HALİT CELALEDDİN DURAN
Doktora
İngilizce
1998
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)Prof. WERNER BäCHTOLD
Prof. H. MELCHIOR
- Theoretical analysis and design methodologies for low noise amplifiers based on tunable matching networks
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA BERKE YELTEN
- Development of a tuner topology for multiharmonic matching and implementation on tunable dual band power amplifier design
Çoklu harmonik uyumlama için uyumlayıcı topolojisi geliştirilmesi ve çift bantlı ayarlanabilir güç yükselteci tasarımına uygulanması
HASAN HÜSEYİN KILIÇ
Doktora
İngilizce
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Multi-purpose reconfigurable impedance matching network designs and antenna applications
Çok amaçlı ayarlanabilir empedans uyumlama devresi tasarımları ve anten uygulamaları
EVREN UYSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN YAZGI
DOÇ. DR. TAYFUN NESİMOĞLU