Abstract

İletişim sistemleri, radar sistemleri, mikrodalga fırın, bluetooth kulaklık ve daha birçok alan olan RF teknolojileri için mikrodalga güç yükselteçleri gereklidir. Mikrodalga güç yükselteçleri, mikrodalga sistemlerde genellikle verici bölümünde antenin önüne yerleştirilir. Kayıpları azaltmak için giriş ve çıkış uyumlama devreleri kullanılır. Bu çalışmada Cree marka transistor ile tasarım ve simülasyon gerçekleştirilmiştir. çıkış katındaki ikinci ve üçüncü harmoniklerin simülasyon çıkışını nasıl değiştirdiğini incelemek için iki ayrı devre tasarlanmıştır. Tasarlanan güç yükselteci 2 GHz – 2,5 GHz arasında % 90 güç ekli verim, 10,5 dB kazanç ve 11,3 Watt çıkış gücüne sahiptir. Güç ekli verimliliği için kullanılan transistörün temel avantajı iyi bir ortalama çıkış gücü kazancıyla % 90dan yüksek verim elde etmektir. Tasarlanan diğer güç yükselteci ise 1,5 GHz - 2,5 GHz arasında % 70 güç ekli verim, 12 dB kazanç ve 16,6 Watt çıkış gücü performansına sahiptir.

References

[1] Cripps, S. C., Tasker, P. J., Clarke, A. L., Lees, J., Benedikt, J. (2009). On the Continuity of High Efficiency Modes in Linear RF Power Amplifiers. IEEE Microwave and Wireless Components letters. 19(10). 665-667.

[2] Friesicke, C., Quay, R. and Jacob, A. F. (2015). The Resistive-Reactive Class-J Power Amplifier Mode. IEEE Microwave Wireless Components Letters. 25(10). 666-668.

[3] Crips, S. C. (2006). RF Power Amplifiers for Wireless Communications. 2nd Edition. Norwood, USA: Artech House.

[4] Yan, H. H., Kumar, N., Latef, T. A., Yarman, B. S. B., Grebennikov A. (2018). Broadband GaN HEMT Distributed Power Amplifier Design with Phase Adjustment. Microwave and Optical Technology Letters. 60(1). 253-256.

[5] Wright, P., Lees, J., Benedikt, J., Tasker, P.J., Cripps, S.C. (2009).  A Methodology for Realizing high Efficiency Class-J in a Linear and Broadband PA. IEEE Transactions on Microwave theory and Techniques. 57(12). 3196-3204.

[6] Kim, J. H., Lee, S. J., Park, B. H., Jang, S. H., Jung, J. H., Park, C. S. (2011). Analysis of High-Efficiency power Amplifier Using Second Harmonic Manipulation: Inverse Class-F/J Amplifiers. IEEE Transaction on microwave Theory and Techniques. 59(8). 2024-2036.

[7] Jain, A., Hannurkar, P. R., Pathak, S. K., Sharma, D. K. (2013). Investigation of Class J Continuous Mode for High-power Solid-state RF Amplifier. IET Microwaves AntennasandPropagation. 7(8). 686-692.

[8] Marino, F. A. et al (2009). Figures of Merit in High-Frequency and High-Power GaN HEMTs. Journal of Physics. Conference Series 193. 1-3.

[9] Kelekçi, ö. (2011). Design, Fabrication and Characterization of GaN Based High Electron mobility Transistors (HEMT). Ph. D. Thesis. Institute of Science and Technology of Gazi University, Ankara.

[10] Acar M. A. (2009). Fabrication, Modeling and Characterization of GaN HEMTs and Design of High Power MMIC Amplifiers. Msc. Thesis. Institute of Engineering and Sciences of Bilkent University, Ankara.

[11] Akkul, M., Bösch, W. (2011). Power Amplifier Applications. Handbook of RF and Microwave Power Amplifiers. edited by John L. B. Walker, England: Cambridge University Press 1st edition. 508-569.

[12] Kazan, O. (2018). GaN-based Robust Low-noise Amplifier. Yüksek Lisans Tezi. Orta Doğu Teknik üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.

[13] Edwards, M. L., and Sinsky, J. H. (1992). A New Criterion for Linear 2-port Stability Using a Single Geometrically Derived Parameter. IEEE transactions on microwave theory and techniques. 40(12). 2303-2311.

[14] Chow, T. P., Khemka, V., Fedison, J., Ramungul, N., Matocha, K., Tang, Y., Gutman, R. J. (2000). SiC and GaN Bipolar Power Devices, Solid-State Electronics. 44(2). 277-301.

[15] Michael, S. (2011). Constant Conduction Angle Experimental Generation, A Senior Project, San Luis Obispo: The Faculty of the Electrical Engineering Department California Polytechnic State University.

[16] Wang, L., Chen, D. (2016). Design of Broadband Power amplifier Based on ADS. IEEE International Conference on Ubiquitous Wireless Broadband (ICUWB). Nanjing, China. 1-3. 

[17]Peker, K. (2010). Design of a High Efficiency Power Amplifier by Using Doherty Configuration. Msc. Thesis. The Institute of Engineering and Sciences of Bilkent University, Ankara. 

[18]Sağlam, A. (2019). Class J Power Amplifier Design. Msc. Thesis. The Institute of Engineering and Sciences of Karabük University, Karabük.

[19]John, L., Tessmann, A., Leuther, A., Neininger, P., Merkle, T., Zwick, T. (2020). Broadband 300-GHz Power Amplifier MMICs in InGaAs mHEMT Technology. IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology. 10(3). 309-320.

[20] Chang, H. C., Roblin, P., Hahn, Y., Lopez, J.  I. M., Liang, C., Rawat, K. (2020). Frequency-Agile Class-J Power Amplifier with Clockwise Fundamental and Second Harmonic Loads. IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique. 68(7). 3184-3196.