Nonlinear analysis and design of the subharmanically drain pumped mizrowave mesfet mixer
İkinci harmonik savaktan pompalamalı mesfeti karıştırıcı tasarımı
- Tez No: 46487
- Danışmanlar: PROF.DR. OSMAN PALAMUTÇUOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Birinci harmonik pompalamak MESFET'li karıştırıcılar şimdiye kadar bir çok araştırmaya konu olmuş ve literatürde yaygın bir şekilde yerini almıştır [l]-[3]. Dengesiz ve dengeli formda değişik devre şekilleri ortaya konulmuştur. İki geçitli MESFET'lerin yapımındaki ilerlemeler sonucunda izolasyon için hibrid veya yönlü kuplör kullanılmaksızın her iki geçite de pompa (LO, yerel osilatör) ve işaret (RF) uygulamak mümkün olmuştur. Diğer bir frekans karıştırma yöntemi de, işaret ile LO frekansının daha yüksek bir harmoniğinin farkı olan IF 'in (ara frekans) harmonik pompalamasını kullanmaktır. İkinci harmonik karıştırmak karıştırıcıların özellikleri aşağıdaki şekilde gösterilebilir: 1) Bu karıştırıcıların dönüştürme etkinliği aynı frekans ve aynı pompalama (LO) gücünde çalışan birinci harmonik kanştırmalı karıştırıcılardan daha kötüdür. Ters paralel diyot karıştırıcılarda birinci harmonik karıştırma ürünlerinin bastırıldığı gösterilmiştir. 2) İşaret (RF) ve yerel osilatör (LO) frekansları arasındaki izolasyon düşük IF'li birinci harmonik pompalamak karıştırıcılarda oldukça zor olmasına rağmen bu karıştırıcılarda kolay elde edilir. 3) Pompalama frekansı (LO), birinci harmonik pompalamak karıştırıcının yarısına eşittir. 4) Eğer birinci harmonik pompalama ürünleri, bastırılmışsa LO'nun IF gürültü etkisi azaltılabilir [4]-[7]. Birinci harmonik karıştırma ürünlerinin yok edilmesi diyotlu karıştırıcılarda birbirine ters iki diyodun paralel bağlanması ile kolayca sağlanabilmektedir. Aynı özeUiği şu anda sadece n kanallı MESFET'lerin yapılabilmesi nedeni ile elde etmek olanaksızdır. Ancak, benzer davranışın birbirinin aynı iki MESFET'in LO tarafından 180° faz farkı ile sürülmesiyle elde edilebileceği gösterilmiştir ve bu çakşmanın uygulamasında böyle bir karıştırıcı tasarlanmıştır. Şekil 1 de gösterilen tek diyotlu karıştırıcıda V = VLO Cos o£0 1 + Vs Sin ojs t şeklindeki işaretin uygulanması mfLO ± nfs frekanslarında diyot akımını oluşturur.Birbirine ters iki diyodun paralel bağlanması sonucu oluşacak akımın (m+n)'in tek olduğu frekansları içereceği gösterilebilir. anan w ve ws + qİO) ve de terim akacakdır. Bu bağıntı: i =... + -4Cos(2wİO+ws)f + BCos(2uLO-(x)ş)t + C Cos (4 a^ ti) s) t +... (1) ve ic =... + ECositiijjj-tii^t + FCos(oiLO + (x)^)t +... şeklinde yazılabilir. (2) Aynı kural 180° faz farklı aynı yerel osilatörlerle karıştırılan mikrodalga MESFET karıştırıcılar için kullanılabilir. Devrenin analizi için ilk olarak şekil 2. de gösterilen MESFET'in büyük işaret modeli [8] gereklidir. Lg R Cqd(t) RD LD £*d.W Şekil 2. Büyük işaret MESFET'in eşdeğer devresi. -vii-Bu şekilden görüldüğü gibi büyük işaret modelinde bazı elemanlar uygulanan işaretin frekansında değişirler. id(t) için aşağıdaki ifade yazılabilir: İJt) = 0(1 + X VJtznhia V2)(yrVTf (3) buradaki, a, p, X, VT eğri uydurumu yöntemiyle belirlenen değişkenlerdir. Bunun için Rosenbrock algoritması kullanılmıştır. Aşağıdaki objektif fonksiyon F'in minimum için bir sonuç optimizasyonu yapılırsa: i N F = E (LrU2 (4) N (max IJ %"»»«' i Burada N = DC karakteristiklerin ölçülen noktalarının sayısı. Ijjjj = i noktasında savak akımının ölçülen değeri. Icj = (3) ifadeden savak akımının hesaplanan değeri. SPICE programı kullanılarak bu parametreler bilindiğinde V} ve V2 belirlenebilir. Zamanla değişen dirençler ve kapasiteler için *® = E Rn eXP (/'n
Özet (Çeviri)
SUMMARY A new circuit for subharmonically pumped MESFET mixer is presented. In this circuit two identical MESFET which are drain pumped with 180° phase difference are used. This phase difference is provided by transformer which is realized as an 1.1 suspended line balun. An efficient algorithm has been used to find the parameters of MESFET by using the dc characteristics and scattering parameters over a wide-band frequency range. The complete nonlinear and linear analysis of this type of mixer for finding the optimum operating condition is presented. For simulation the circuit a new version of SPICE and Microwave Harmonica program are used. As a practical application, a mixer circuit is realized on a Duroide 5880 substrate and most of the elements are realized in microstrip form. The performance of this kind of mixer has not been investigated so far in the literature. Simulation results of this circuit from the conversion gain and band-width points of view are better than the other works for gate and foundamentally pumped mixers. There is no good agreement between experimental and theoretical results. This is due to the lumped elements used in microstrip realization of the circuit. Much better agreement between practical and simulation results will be expected when MMIC technology are used. Distributed subharmonically drain pumped mixers are also studied. Two novel circuits in distributed form, one of them in balanced and the second in unbalanced form are designed. Simulation results for both types and experimental results for unbalanced form are camparable with the results obtained in other works for fundamentally pumped case over a very wide-band frequency range. The results of present work are compared with the other works in table 5.6. It is concluded that the mixer configurations investigated in this thesis have several favorable characteristics and exhibits the advantage to be gained from subharmonical pumping.
Benzer Tezler
- Nonlinear structural analysis and design of reinforced concrete building with base isolation system
Taban izolasyonlu betonarme binanın doğrusal olmayan analizi ve tasarımı
SULAIMAN E. SULAIMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ESRA METE GÜNEYİSİ
- Farklı yükleme koşullarında geleneksel ve geliştirilmiş modüler kolon-kiriş birleşimlerinin sonlu elemanlar yöntemiyle incelenmesi
Finite element analysis of traditional and advanced modular beam-to-column connections under various loading conditions
SİBEL HAZİNEDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF AĞCAKOCA
DR. MOHAMMAD MANZOOR NASERY
- 24 katlı yüksek bir binanın performansa dayalı analizi ve tasarımı: Sakarya örneği
Performance based analysis and design of a high 24 storey building:Sakarya case
RECEP KELEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDIN DEMİR
- Türkiye bina deprem yönetmeliği 2019 ışığında yapıların performansa dayalı analizi ve tasarımı
Performance based analysis and design of structures based on 2019 building earthquake code of Turkey
EMIN NEMATLİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZER KASIMZADE
- Türk ve Amerikan yönetmeliklerine göre yüksek bir binadaki perdelerin doğrusal ve doğrusal olmayan tasarımı
Linear and nonlinear design of shear walls in reinforced concrete tall building according to Turkish and American codes
MELİH GÜVEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KUTLU DARILMAZ