Gain variation and noise figure degradation in balanced amplifiers
Dengeli yükselteçlerde kazanç varyasyonu ve gürültü figürü kötüleşmesi
- Tez No: 467621
- Danışmanlar: PROF. DR. ABDULLAH ATALAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mikrodalga frekans, Mikrodalga yükselteç, microwave frequence, Microwave amplifier
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern kablosuz iletişim sistemlerinde dengeli yükselteçleri kullanmak birçok avantaja sahip olmakla birlikte, yükselteçteki ve bölücü/birleştirici bölümlerdeki ideal dışı durumlar sebebiyle, dengeli yükselteçlerin kazanç ve gürültü tepkisi beklenen değerden önemli ölçüde farklı olabilir. İlk olarak, 2-kollu 0° güç bölücü ve 90° bağlaç kullanan dengeli yükselteçlerde, kazançta oluşan varyasyonları analiz ediyoruz. Bu bağlamda, iki topoloji için karşılaştırmalı olarak matemetiksel analizler yapılmış ve analitik ifadeler elde edilmiştir. Analitik ifadeler göstermiştir ki, aynı geri yansıma kaybı/izolasyon değerleri için, 90° kuplör kullanılan dengeli yükselteçlerde toplam kazançtaki belirsizlikler 2-kollu 0° güç bölücü kullanıldığı duruma göre daha fazladır. Ardından, gürültü dalgalarını kullanarak, bölücülü dengeli yükselteç topolojisinin gürültü figürü ve gürültü parametreleri için kesin ve yaklaşık analitik sonuçları sunuyoruz. Gürültü dalga yaklaşımının yardımıyla, dengeli yükselteçteki her bir elemanın çıkışta ürettiği gürültü gücü çıkarılmıştır. Bölücünün ilinti matrisi ve gürültü dalgalarını belirlemek için bölücünün Y-parametreleri, yükseltecin gürültü dalgalarını yazabilmek için yükseltecin gürültü parametreleri kullanılmştır. Dengeli yükselteçler, ideal bir giriş bölücüyle bile, tekil yükseltece kıyasla gürültü figürü performansından muzdariptir. Gürültü parametreleri, ideal olmayan bir bölücü ile daha da bozulur. Sadece sıfır olmayan dönüş kaybı ve izolasyon değil aynı zamanda omik kayıp, genlik ve faz dengesizlikleri de göz önüne alınmıştır. Ayrıca, sıfır olmayan optimum kaynak empedansı, dengeli yükseltecin gürültü parametrelerini etkilemektedir. Ölçüm sonuçları da bir doğrulama olarak sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Although using balanced amplifiers in modern wireless communication systems has many advantages, the output and the noise response of the balanced amplifiers may vary from the expected value considerably due to the imperfections in the amplifier and the divider/combiner sections. First, we analyze the variation in the total gain of the balanced amplifiers using 2-way 0° power dividers and 90° couplers. In this context, mathematical analyses are made and analytical expressions are obtained to compare the two topologies. Analytical expressions show that the uncertainty in the total gain is more if the 90° coupler is used in the balanced structure as opposed to a 2-way 0° power divider for the same return loss/isolation values. Then, we present exact and approximate analytical results for the noise figure and noise parameters of the balanced amplifier in divider topology by using the noise waves. By the help of the noise wave approach, the output noise powers generated by each element in the balanced amplifier are derived. Y-parameters are used to determine the noise waves and the correlation matrix of the divider whereas the noise parameters are used to write the noise waves of the amplifier. Balanced amplifiers suffer in the noise figure performance in comparison to a stand-alone amplifier even with an ideal input divider. The noise parameters degrade further with an imperfect divider. Not only the nonzero return loss and the isolation but also the ohmic loss, amplitude and phase imbalances are considered. Besides, non-zero optimal source impedance affects the noise parameters of the balanced amplifier. Measurement results are also presented as a verification.
Benzer Tezler
- Development of MOSFET models suitable for simulation of analog CMOS circuits after hot-carrier stress
Sıcak-taşıyıcı yorulma etkileri sonrasında analog CMOS devrelerin simulasyonu için uygun MOSFET modellerin geliştirilmesi
GÜRSEL DÜZENLİ
Doktora
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN KUNTMAN
- A Low Phase Error Current-Steering X-Band Variable Gain Amplifier with 0.5-dB Resolution for Phased-Array Systems in SiGe BiCMOS Technology
SiGe BiCMOS Teknolojisinde Faz Dizili Sistemler için 0.5 dB Çözünürlüğe Sahip Düşük Faz hatalı Akım Yönlendirmeli X-Bant Değişken Kazançlı Yükselteç
GÖRKEM KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYeditepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN TOPALOĞLU
- Çok geçişli TKFY tasarımları ve karakteristikleri
Multi-pass TDFA designs and characteristics
AYTEN DİNCER
Doktora
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT YÜCEL
- Dalgacıklar ve elektrik mühendisliğindeki uygulamaları
Wavelets and application to electrical engineering
EMİNE AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Tesisleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER ÇİFTÇİOĞLU
- 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