Bilgisayar kontrollü kazancı ayarlanabilir mikrodalga kuvvetlendirici tasarımı ve prototip uygulama sonuçlarının analizi

Mikrodalga tekniği alanında yapılan çalışmalar, haberleşme sistemleri başta olmak üzere birçok uygulamada önem arz etmektedir. Kazancı ayarlanabilir mikrodalga kuvvetlendirici tasarımları ise özellikle dizi anten sistemlerinde sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada, kazancı dijital olarak ayarlanabilen bir mikrodalga kuvvetlendirici tasarımı yapılmış ve prototip olarak gerçekleştirilmiştir. Mikrodalga kuvvetlendirici için monolitik mikrodalga entegre devre (MMIC) olan SPF5189Z tercih edilerek 50 Hz - 4000 MHz aralığında çalışan kazancı bilgisayar kontrollü olarak ayarlanabilen bir kuvvetlendirici tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarımı yapılan mikrodalga kuvvetlendirici sistemi ilk olarak breadboard üzerine kurulmuştur. Devrenin düzgün çalıştığı doğrulanarak PCB çizimleri yapılmış ve devre kazıma makinesi ile prototip üretim aşamaları tamamlanmıştır. Gerçekleştirilen mikrodalga kuvvetlendirici sistemi için besleme gerilimini 0.58 ile 1.78 volt arasında değiştiren farklı PWM değerleri bilgisayar kontrollü olarak uygulanarak vektör devre analizörü (VNA) ile kuvvetlendiricinin S-parametrelerinin ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçüm sonuçlarına göre 2.4 GHz frekansında -2.31 dB ile 9.02 dB aralığında kazanç ayarı yapılabilen bir mikrodalga kuvvetlendirici tasarımı elde edilmiştir.

Studies in the field of microwave technology are important in many applications, especially in communication systems. Adjustable-gain microwave amplifier designs are frequently used in antenna array systems. In this study, a microwave amplifier whose gain can be adjusted digitally was designed and realized as a prototype. Employing the SPF5189Z as the monolithic microwave integrated circuit (MMIC), an amplifier design operating in the 50 Hz - 4000 MHz range, whose gain can be adjusted by computer control, has been realized. The designed microwave amplifier system was first installed on a breadboard. After verifying that the circuit works properly, PCB drawings were made and prototype production stages were completed with a circuit scraping machine. Different PWM values that change the supply voltage between 0.58 and 1.78 volts were applied under computer control for the implemented microwave amplifier system and then the S-parameters of the amplifier were measured with a vector network analyzer (VNA). According to the measurement results, a microwave amplifier design with gain adjustment between -2.31 dB and 9.02 dB at 2.4 GHz frequency was obtained.