Design and optimization of die on printed circuit board for e-band low noise amplifiers

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: FARUK KAPLAN

Danışman: Ahmet Cemal Durgun

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez, son derece yüksek frekans (EHF) bant aralığında çalışan düşük gürültülü yükselteçler (LNA) için baskı devre kartı (PCB) tasarımının optimizasyonuna odaklanmaktadır. Bu yüksek frekans menzil çözünürlüğü ve doğruluğunda iyileştirmelerle, yaklaşan nesneleri ayırt etmeye yardımcı olmaktadır. Çarpışma sensörü gibi otomotiv uygulamalarında ve yaklaşan mühimmatın kimliklendirilmesi gibi askeri uygulamalarda EHF bandından faydalanılmaktadır. Ayrıca çalışmada, gürültü figürü (NF) ve saçılma (S) gibi performans parametrelerini iyileştirmek için çeşitli teknikler araştırılmaktadır. Metodoloji, kapsamlı bir kaynak taraması ile başlayıp, analitik türetmeler ve Ansys HFSS kullanılarak simülasyonlar ile devam etmektedir. Mikroşerit ve eş düzlemli hat tipleri, deliklerin dağılımı, tel atlama parametreleri ve eşleme konfigürasyonları incelenmiştir. Hipotez, tel atlamaları ve dağıtık eşlemeyi optimize etmenin S parametrelerini ve NF'yi iyileştireceğini öne sürmektedir. Empedans uyumsuzluğu kapasitif ve endüktif hat parçalarıyla telafi edilmektedir. Benzetim süresini kısaltmak için, süreksizliği ve ortak kapasitif etkiyi de kapsayan bir W-eleman hibrit modeli oluşturulmuştur. 3 boyutlu model sonucu ile yeterli örtüşme sağlandıktan sonra, PSO algortiması kullanılarak eşleme devresi parçalarının boyutları en uygunlanmıştır. Eşzamanlı olarak, test kartlarının deneysel doğrulamaları bir ağ çözümleyici aracı kullanılarak yapılmıştır. Sonuç olarak, bu araştırma, E-bandındaki yükselteçler için PCB üzeri yonga tasarımı en uygunlamasının kapsamlı bir incelemesini sunmakta ve yöntembilimsel bakış açıları içermektedir. Bulgular, yüksek frekanslı RF sistemlerinin geliştirilmesi için önemli sonuçlar doğurmakta ve RF mikrodalga mühendisliği alanına katkıda bulunmaktadır.