Σχεδίαση ισοσταθμισμένου μικροκυματικού ενισχυτή χαμηλού θορύβου στα 2.4 GHz.
Διπλωματική Εργασία


Περιγραφή

Με τη βοήθεια τρανζίστορ υψηλής κινητικότητας ηλεκτρονίων (ΗΕΜΤ - High Electron Mobility Transistor), να σχεδιαστεί ισοσταθμισμένος μικροκυματικός ενισχυτής χαμηλού θορύβου (LNA) σε υπόστρωμα ROGERS - συγκεκριμένου πάχους και ηλεκτρικών ιδιοτήτων - στα 2.4 GHz (ISM) βάσει του πρωτοκόλλου επικοινωνίας ΙΕΕΕ 802.11b.

Η εργασία οργανώνεται σε τρία στάδια: (α) σχεδίαση συζεύκτη Lange, (β) σχεδίαση απλού ενισχυτή χαμηλού θορύβου και ευρείας ζώνης, (γ) ολοκλήρωση συστήματος ισοσταθμισμένου ενισχυτή χαμηλού θορύβου και ευρείας ζώνης.

Στο πρώτο στάδιο, αφού μελετηθούν τα τετράθυρα δίκτυα ως προς τα χαρακτηριστικά τους και τις προϋποθέσεις που απαιτούνται για να συμπεριφέρονται ως συζεύκτες, θα σχεδιαστεί “3dB” συζεύκτης Lange μικροταινιακής τεχνολογίας με χαμηλές απώλειες και ευρείας ζώνης.

Στη συνέχεια (δεύτερο στάδιο), θα προσομοιωθεί ενισχυτής χαμηλού θορύβου και πολλαπλών βαθμίδων. Αρχικά, για το τρανζίστορ που χρησιμοποιείται, θα πρέπει με τη βοήθεια του γραμμικού και μη-γραμμικού μοντέλου να βρεθούν τα πρώτα σημεία συμπίεσης. Έπειτα, για την κάθε βαθμίδα του ενισχυτή θα επιλεγεί το κατάλληλο σημείο πόλωσης, καθώς και τα αντίστοιχα κυκλώματα πόλωσης. Η πρώτη βαθμίδα απαιτείται να πολωθεί σε σημείο για χαμηλό θόρυβο, ενώ οι επόμενες να πολωθούν σε σημείο υψηλού κέρδους. Κατόπιν τούτου, ο ενισχυτής θα υλοποιηθεί με ιδανικές και μικροταινιακές γραμμές στα κυκλώματα προσαρμογής (είσοδου, ενδιάμεσο, εξόδου) και για τα δύο μοντέλα τρανζίστορ (γραμμικό, μη-γραμμικό). Ο συντονισμός και η επίδοση του απλού ενισχυτή στη ζητούμενη συχνότητα θα τεκμηριωθεί με τη βοήθεια των παραμέτρων σκέδασης, τους αντίστοιχους χάρτες Smith, τους λόγους στασίμων κυμάτων (VSWR), την ευστάθεια του συστήματος και το επίπεδο του δείκτη θορύβου.

Τέλος (τρίτο στάδιο), με τη βοήθεια των αποτελεσμάτων των δύο προηγουμένων σταδίων, θα σχεδιαστεί η ισοσταθμισμένη τοπολογία του ενισχυτή χαμηλού θορύβου και ευρείας ζώνης. Η συμπεριφορά του ολοκληρωμένου συστήματος θα επιβεβαιωθεί από τα αποτελεσματα των προσομοιώσεων, τα οποία συμπεριλαμβάνουν το ίδιο σετ παραμέτρων με το σετ της απλής τοπολογίας ενίσχυσης.

Η εργασία θα ολοκληρωθεί με τη συνολική αποτίμηση των αποτελεσμάτων που θα προκύψουν από συγκεκριμένο περιβάλλον προσομοίωσης και αφού ολοκληρωθεί επαρκής κύκλος παραμετροποίησης-προσομοίωσης-βελτιστοποίησης.

Απαραίτητες βασικές γνώσεις Μικροκυμάτων, Τηλεπικοινωνιακής Ηλεκτρονικής, ADS.