Design and implementation of 2.4-2.5 GHz 250 W power amplifier with 14dB gain for RF cooking applications
Rf pişirme uygulamaları için 2.4-2.5 GHz 250W 14dB kazançlı güç kuvvetlendiricisi tasarımı ve gerçeklenmesi
- Tez No: 821632
- Danışmanlar: PROF. DR. KAMİL ÇAĞATAY BAYINDIR, DOÇ. DR. OĞUZHAN KIZILBEY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Haberleşme ve elektronik harp sistemlerinde sıklıkla kullanılan katı hal güç kuvvetlendiricileri, günümüzde radyo frekanslarıyla ısıtma ve pişirme uygulamalarında da tasarımlarda yerini almaya başlamıştır. Mikrodalga ısıtma ve pişirme uygulamalarında aktif eleman olarak geçmişten bu yana vakum tüp teknolojisi ürünü olan magnetron kullanılmaktadır. Bu teknoloji yerini günümüzde yavaş yavaş katı hal güç kuvvetlendiricilerine bırakmaktadır. Katı hal güç kuvvetlendiricisi tipinde olan mikrodalga fırınlarda Galyum Nitrit yüksek elektron hareket yetenekli transistör sıklıkla kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada mikrodalga fırınlarda kullanılmak üzere bir Galyum Nitrit yüksek elektron hareket yetenekli transistör güç kuvvetlendiricisi tasarımı gerçeklenmesi yapılacaktır. Güç kuvvetlendiricisi tasarımında hedeflenen maksimum güç ve yüksek verimin elde edilebilmesi için devrede kullanılacak malzemelerin iyi analiz edilip seçilmesi oldukça önemlidir. Güç kuvvetlendiricisi tasarımında CREE marka CGH21240F transistör kullanılmıştır. İlgili frekans bandında sağladığı çıkış gücü ve yüksek verim sebebiyle bu transistör seçilmiştir. Dielektrik taban olarak Rogers RT5870 kullanılmıştır. Çalışmanın tasarımı Cadence AWR Microwave Office programı kullanarak yapılmıştır. Transistörün akım-gerilim eğrisi simüle edilmiş, kaynak çekme ve yük çekme analizleri bu program kullanılarak yapılmıştır. Sonuç olarak; bu çalışmada, 2.4-2.5 GHz ısıtma uygulamalarında kullanılmak üzere 250W çıkış gücüne ve 14 dB kazanca sahip yüksek verimli (yüzde 60'tan fazla) tek-kat güç kuvvetlendiricisi tasarlanmış, benzetimi ve gerçeklemesi yapılmıştır. Benzetim sonuçlarına göre 2.4-2.5 GHz bandında 255±5 W çıkış gücü, yüzde 64±4 güç ekli verim ve 14.1±0.1 dB kazanç elde edilmiştir. Ölçüm sonuçları benzetim sonuçlarıyla yüksek uyum göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Solid state power amplifiers, which are frequently used in communication and electronic warfare systems, have begun to take their place in designs in heating and cooking applications with radio frequencies today. Since the past, magnetron, a product of vacuum tube technology, has been used as an active element in microwave heating and cooking applications. This technology is gradually giving way to solid state power amplifiers today. Gallium Nitride high electron mobility transistor is frequently used in microwave ovens, which are solid state power amplifiers. In this study, a Gallium Nitride high electron mobility transistor power amplifier design will be implemented for use in microwave ovens. It is very important to analyze and select the materials to be used in the circuit to achieve the maximum power and high efficiency targeted in the power amplifier design. CREE brand CGH21240F transistor is used in the power amplifier design. This transistor has been chosen because of the output power and high efficiency it provides in the relevant frequency band. Rogers RT5870 was used as the dielectric substrate. The design of the study was made using Cadence AWR Microwave Office program. The current-voltage curve of the transistor was simulated, and the source pull and load pull analyze were made using this program. As a result, in this study, a high efficiency (greater than 60 percent) single-stage power amplifier with 250W output power and 14 dB gain was designed, simulated, and implemented for use in 2.4-2.5 GHz heating applications. According to the simulation results, 255±5 W output power, 64±4 percent power added efficiency and 14.1±0.1 dB gain were obtained in the 2.4-2.5 GHz band. The measurement results show high agreement with the simulation results.
Benzer Tezler
- 2.4 GHz ISM bandı kablosuz haberleşme sistemleri için aktif kutuplamalı güç yükselteci tasarımı, sayısal simülasyonu ve gerçeklenimi
Active biasing power amplifier design for 2.4 GHz ISM band wireless communication systems, numerical simulation and implementation
EMRE DÖNE
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN KAYA
- Design and implementation of 3.2 Gbps LVDS receiver
3.2 Gbps LVDS alıcısının tasarımı ve uygulanması
ERDEM KARAADAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNHAN DÜNDAR
- Design and implementation of microstrip patch antennas from narrowband to ultra-wideband with high interport isolation for in band full duplex communication systems
Band içi tam çift yönlü haberleşme sistemleri için portlar arası izolasyonu yüksek dar banttan çok geniş banta kadar mikroşerit yama antenlerin tasarımı ve gerçeklenmesi
LÜTFİ YİĞİT EROL
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiPROF. DR. İBRAHİM TEKİN
- Aktif modüller kullanarak 2.4GHz ISM bandı kablosuz haberleşme sistemleri için entegre alıcı verici sistem tasarımı
Design of transceiver integrated system by using active modules for 2.4GHz wireless communication systems
MEHMET ALİ BELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADNAN KAYA
- Analysis and modeling of high power microwave modules
Yüksek güçlü mikrodalga modüllerinin çözümlenmesi ve modellenmesi
ÇAĞRI YAPICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2004
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN TOKER