An X-band electrical balance duplexer for in band full duplex communications
X-bantta elektriksel denge çift yönleyicisi ile bant içi çift yönlü aktarım sistem
- Tez No: 517899
- 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: 2018
- 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: 98
Özet
Bant içi tam çift yönlü aktarım sistemleri kullanıcılardan gelen yoğun talepler ve gelişmekte olan 5G sistemlerinde gerekli olan sıkı gereksinimleri sağlamak için popüler tasarımlar olmaya başlamıştır. Çift yönlü iletişimin aynı taşıyıcı frekans üzerinde gerçekleşmesi ve aynı anda aktarımın sağlanması bant verimliliğini ve veri iletim hızlarını artırmaktadır. Bu sebeplerden dolayı, zaman içerisinde bant içi tam çift yönlü aktarım sistemlerin frekans bölmeli çift yönlü sistemler ve zaman bölmeli çift yönlü sistemlere göre avantajları teorik olarak kanıtlanmış ve pratik ortamlarda da gösterilmiştir. Bu tip sistemlerin en büyük dezavantajı vericiden alıcıya doğru olan sızmaların yarattığı yankılardır. İletişim hem eş zamanlı hem de aynı taşıyıcı frekans üzerinden yapıldığı için bu tip sızmalar kaçınılmaz bir sonuçtur. Bu sızmaları asgari düzeye indirerek verici sinyalinin bir engelleyici sinyal olarak alıcıda ortaya çıkmamasını sağlamak bu yapının getirdiği en büyük tasarım zorluğudur. Elektriksel denge çift yönleyici adı verilen bir sistem, tek antenli sistemlerde anten empedansı ile denge empedansı aynı olduğu zaman yüksek izolasyon sağladığı için önerilmiştir. Fakat anten empedansı çevresel faktörlerden dolayı değişebilmektedir. Değişken anten empedansı sebebiyle empedans uyumunu sağlamak için dışarıdan değiştirilmek üzere anahtarlanabilir bir ayarlanabilir empedans yapılması gerekir. Belirli sayılarda yapılan bu anahtarlar, empedans ayarlaması yaparken genellikle bazı empedanslar için maksimum izolasyon değerini sağlayamaz. Bu tezin içeriğinde, elektriksel denge çift yönleyici için yeni bir empedans dengeleme methodu önerilip analiz edilecektir. Literatürde olan diğer örneklerinden ziyade önerilen yapı her empedans değerinde aralıksız olarak istenilen bastırma değerini verecektir. Sonuç olarak tasarlanan sistem tasarımcılara anten empedansı değişimi sırasında bu değişimi dengeleyerek azami izolasyonu elde etmeleri için büyük bir avantaj sağalayacaktır. Tezde sunulan çözüm bir çip üstünde sistem olarak üretilmiş olup güç amfisi olan bir verici, düşük gürültülü amfisi olan bir alıcı, bir balun ve dengeleme yükünden oluşmaktadır. Sistem 0.25 um SiC üzerinde GaN MMIC teknolojisi ile üretilmiştir ve üretilen çip 100 MHz bandında 40 dB ve üzerinde bir izolasyonu 2.0:1 duran dalga voltaj oranında sağlamıştır. Tez, teorik analiz, şema ve serim tasarımı, elektromanyetik benzetimler ve sistemin tam verifikasyonunu içermektedir.
Özet (Çeviri)
In Band Full Duplex systems are getting popular to meet the increasing demand of consumers and stringent requirements of developing 5G systems. In this type of communication, receiver and transmitter frequencies are at the same carrier frequency and occurs simultaneously, increasing both data rates and spectral efficiency. Its advantage over time division duplexing and frequency division duplexing have been theoretically proven and practically demonstrated in a number of recent studies. One major bottleneck of this type of duplexing is the echo created by the leakage from the transmitter to the receiver due to the same carrier frequency of the receiver and the transmitter. A typical design challenge is to suppress this leakage so that the transmitted signal does not appear as a blocker, reducing receiver's sensitivity. A novel method is to use an electrical balance duplexer which provides an isolation in a single antenna receiver if the antenna impedance is equal to a balancing impedance connected to the other side of the duplexer. However, antenna impedance varies considerably due to environmental factors, reducing the suppression. In order to achieve adequate suppression in practical implementations, a varying matching load, tuned to the varying antenna impedance is required. Typical way of creating a matching load is to construct a digitally configurable load which can be externally switched to desired impedance. However, discrete number of switches limit the performance and hence isolation in some cases. In the context of this thesis, a new balancing architecture for electrical balance duplexer is proposed and analyzed. Unlike other works in the literature, the proposed architecture has the capability to suppress in a continuous range of impedances rather than discrete steps. This system offers flexibility to the designers as the system can respond even to the slightest change in the antenna impedance maintaining maximum available isolation. In order to evaluate the effectiveness of the proposed technique, it is implemented in a fully integrated system along with a power amplifier able to provide 1W of power and a differential LNA. The MMIC is tuned to work in the X-band and fabricated in a commercial 0.25 um GaN on SiC technology. The measurement results show that the proposed system achieves a self interference cancellation level of more than 40 dB within a 100 MHz bandwidth for antenna impedance values up to 2.0:1 VSWR.
Benzer Tezler
- Türkiye'de çıkartılan dumanlı kuvars, mavi kalsedon ve agat'ın optik ve elektrik özelliklerinin incelenmesi
Optical and electrical properties investigations of smoky quartz, blue chalcedony and agate from Turkey
LEVENT PARALI
Doktora
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDOĞAN CAN
- Dönen makinalardaki mekanik titreşimler ve bunların arıza parametresi olarak incelenmesi
Mechanical vibrations in rotating machines and investigate of them as damage parameters
ERHAN APAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURDAN GÜZELBEYOĞLU
- FDDI ve FDDI şebekeleri performans analizi
Başlık çevirisi yok
HİLMİ ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. GÜNSEL DURUSOY
- Güneş pillerinden şebekeye enerji aktarılmasının analizi ve tasarımı
Başlık çevirisi yok
TANKUT ACARMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. TAMER KUTMAN
- An input matched X-Band balanced low noise amplifier design and implementation using discrete transistors
Ayrık transistörler kullanılarak X-Bantta giriş empedans uyumlu, dengeli ve düşük gürültülü yükselteç tasarımı ve gerçeklenmesi
ÇAĞDAŞ BALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
DR. TARIK REYHAN