Skip to main content
SUPERVISOR
Zaker hossein Firoozeh
ذاکرحسین فیروزه (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Zeinadini
زهرا زین الدینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Modeling, Design and Fabrication of an X-Band Balanced Low Noise Amplifier
The use of power combination techniques in amplifier design is the simplest and easiest way to obtain high power and wide bandwidth. For example, balanced amplifiers are usually used in microwave integrated circuits for high power and broadband components. In balanced ampifire design, two similar single-ended amplifiers are in parallel connected via two quadrature couplers. It is required a large number ofidentical components for use in transmitter/receiver phased array radars, and communication systems. Therefore, the balanced amplifier is the best option to obtain predicted targets. In this thesis, several microwave power combiners/dividers such as Lange coupler, Wilkinson coupler, and Branch-Line coupler and also balanced low noise amplifier are designed and simulated in X-band between 9GHz and 11GHz, and their results have been compared to a single-ended low noise amplifier. The balanced amplifier with two-stage Wilkinson power divider has been fabricated. The fabricated amplifier has an associated gain of 12±0.5 dB, and a good input/output matching in the whole frequency band. Additionally, the measured results indicate that the amplifier has a noise figure of 1.023 dB at 10GHz. As well as, small signal modeling of the transistor that is used for amplifier design is evaluated with an analytical procedure. Then the circuit model parameters are accurately optimized using optimization approaches such as particle swarm optimization, random, gradient, random and gradient, simulated annealing, and genetic algorithm accurate values achieved. In addition, these results are compared to measured results, which show good agreement. Finally, Pospieszalski model is used to estimate gate and drain noise temperatures with the extracted small-signal circuit model. Keywords: Balanced amplifier, low noise amplifier, Lange coupler, Wilkinson coupler, Branch-line coupler, Signal and noise modeling
ساده ترین و راحت ترین راه برای به دست آوردن توان بالا و پهنای باند وسیع استفاده از تکنیک های ترکیب توان در طراحی تقویت کننده است. برای مثال، از تقویت کننده های متوازن که طبقات آن با دو تزویج کننده متعامد به هم متصل شده اند معمولاً در مدارات مجتمع مایکروویو برای اجزاء توان بالا و پهن باند استفاده می شود. به تعداد زیادی اجزاء یکسان برای کاربرد در فرستنده/گیرنده رادارهای آرایه-فازی و سیستم های ارتباطی هوا و فضا مورد نیاز است و تقویت کننده متوازن مطلوب ترین گزینه برای به دست آوردن اهداف پیش بینی شده است. در تحقیق حاضر، چندین ترکیب کننده/مقسم توان مایکروویوی از قبیل تزویج کننده لنج، تزویج کننده ویلکینسون و تزویج کننده شاخه- خط و هم چنین تقویت کننده کم نویز متوازن با استفاده از این تزویج کننده ها در بازه فرکانسی 9 تا 11 گیگاهرتز طراحی و شبیه سازی شده است و نتایج آنها با تقویت کننده کم نویز تک خروجی مقایسه شده است. از میان تقویت کننده های طراحی شده تقویت کننده متوازن با تزویج کننده ویلکینسون دو طبقه به عنوان طرح نهایی انتخاب و ساخته شده است، که تقویت کننده ساخته شده در بازه فرکانسی مذکور دارای بهره ای صاف با ریپل یک دسیبل وتطبیق خوب در ورودی و خروجی می باشد، به علاوه نویز تقویت کننده در فرکانس 10 گیگاهرتز 023/1 دسیبل اندازه گیری شده است. هم چنین مدل سازی سیگنال کوچک ترانزیستور انتخابی که در طراحی تقویت کننده استفاده شده است، با استفاده از روش تحلیلی و بهینه سازی انجام شده است و سپس توسط نتایج بهینه سازی با روش های الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات، تصادفی، گرادیان، تصادفی و گرادیان، الگوریتم شبیه ساز سرد کردن فلزات و الگوریتم ژنتیک، نسبت به مقادیر اندازه گیری شده مقایسه شده است. نهایتاً با نتایج به دست آمده از مدل سیگنال کوچک دمای نویز گیت و درین مدل نویز پوسپیزالسکی برآورد شده است. کلمات کلیدی: 1- تقویت کننده متوازن 2-تزویج کننده لنج 3-تزویج کننده ویلکینسون 4-تزویج کننده شاخه-خط 5-مدل سازی سیگنال و نویز

ارتقاء امنیت وب با وف بومی