Microwave filtering amplifiers
Visualitza/Obre
Estadístiques de LA Referencia / Recolecta
Inclou dades d'ús des de 2022
Cita com:
hdl:2117/356906
Tipus de documentProjecte Final de Màster Oficial
Data2021-06
Condicions d'accésAccés obert
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva
reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets
Abstract
Filtering microwave amplifiers have become a topic of interest because of the need for devices capable of isolating the system itself and avoiding interference from other systems. Key subsystems in communication receivers and transmitters are the microwave amplifiers, either low-noise amplifiers (LNA) or solid-state power amplifiers (SSPA). Different topologies have been proposed in the last years and a big research effort has been devoted to filtering structures, either in the input matching network (IMN) or output matching network (OMN). The subject of study of this master thesis is the design of a filtering microwave amplifier to be operated at 4 GHz. As a continuation of my bachelor final project -where the subject of study was the design of a frequency-switchable microwave amplifier that could be operated at three different frequencies (3.2 GHz, 4 GHz and 4.8 GHz) in the 5G band- this master thesis proposes a methodology to improve the filtering capabilities of such components. To this end, several filtering structures are studied, taking into account the trade-off between performance and circuit size. The theoretical design procedure is studied, providing insights in the problems that can appear for different filtering topologies. The IMN is based on a simple line-stub structure, and the OMN is a filtering structure which is simulated and fabricated in multiple forms to provide insights in the structures available. The amplifier behavior is simulated using circuit and 2.5D electromagnetic simulations and optimized. The amplifier was fabricated on a conventional microwave substrate, and its S parameters and noise figure were measured and compared to simulations, showing a good agreement with simulations. Los amplificadores de microondas se han convertido en un tema de interés a causa de la necesidad de componentes capaces de aislar el sistema frente a interferencias de otros circuitos. Un ejemplo de subsistemas destacables en transmisores y receptores de comunicación son los amplificadores de microondas, tanto de bajo ruido (LNA) como de potencia (PA). Durante los últimos años se han propuesto diferentes tipos de filtraje y se ha invertido mucha investigación en los componentes, tanto en la red de adaptación de entrada (IMN) como de salida (OMN). El tema de estudio de esta tesis de máster es el diseño de un amplificador de microondas filtrante a la frecuencia de 4 GHz. Como continuación de mi trabajo de fin de grado \cite{TFGPol} -donde el tema de estudia era el diseño de un amplificador de microondas conmutable que se podía utilizar a tres frecuencias distintas (3.2 GHz, 4 GHz y 4.8 GHz) en la banda de 5G-, esta tesis de máster propone una metodología para mejorar las capacidades filtrantes de estos componentes. Con este objetivo, se estudian diversas estructuras filtrantes, teniendo en cuenta el balance entre resultados y tamaño del circuito. Se estudia el método de diseño teórico, aportando detalles sobre los problemas que pueden aparecer en diversas tipologías de filtro. La red de entrada (IMN) se basa en una estructura simple de línea-stub y la red de salida (OMN) es una estructura filtrante, que es simulada y fabricada utilizando diferentes formas para aportar detalles sobre las diversas estructuras disponibles. Se ha simulado el comportamiento del amplificador utilizando simulaciones 2.5D electromagnéticas y se ha optimizado. El amplificador se fabricó en un sustrato de microondas convencional y sus parámetros S y factor de ruido F fueron medidos y comparados con las simulaciones, mostrando una buena concordancia entre ambos resultados. Els amplificadors filtrants de microones s'han convertit en un tema d'interès a causa de la necessitat de components capaços d'aïllar el sistema d'interferències d'altres circuits. Un exemple de subsistemes destacables en transmissors i receptors de comunicacions són els amplificadors de microones, tant de baix soroll (LNA) com de potència (PA). Durant els últims anys s'han proposat diferents estructures filtrants i s'ha dut a terme molta investigació, tant en les xarxes d'entrada (IMN) com en les xarxes de sortida (OMN). El tema d'estudi d'aquesta tesi de màster és el disseny d'un amplificador de microones filtrant a la freqüència de 4 GHz. Com a continuació del meu treball de fi de grau -on el tema d'estudi era el disseny d'un amplificador de microones commutable que es podia utilitzar a tres freqüències diferents (3.2 GHz, 4 GHz i 4.8 GHz) a la banda de 5G-, aquesta tesi de màster proposa una metodologia per millorar les capacitats filtrants d'aquests components. Amb aquest objectiu, s'estudien diverses estructures filtrants, tenint en compte el balanç entre resultats i mida del circuit. S'estudia el mètode de disseny teòric, aportant detalls sobre els problemes que poden aparèixer en diverses tipologies de filtre. La xarxa d'entrada (IMN) es basa en una estructura simple de línia-stub i la xarxa de sortida (OMN) és una estructura filtrant, que és simulada i fabricada utilitzant diverses formes per aportar detalls sobre les diverses estructures disponibles. S'ha simulat el comportament de l'amplificador utilitzant simulacions 2.5D electromagnètiques i s'ha optimitzat. S'ha fabricat l'amplificador utilitzant un substrat de microones convencional i els seus paràmetres S i factor de soroll F s'han mesurat comparats amb les simulacions, mostrant una bona concordança entre ambdós resultats.
MatèriesMicrowave amplifiers, Microwave circuits, Microwave transistors, Amplificadors de microones, Circuits de microones, Transistors de microones
TitulacióMÀSTER UNIVERSITARI EN ENGINYERIA DE TELECOMUNICACIÓ (Pla 2013)
Col·leccions
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
TFM-CarreraPol.pdf | 19,01Mb | Visualitza/Obre |