Ek devre yöntemi ve mikrodalga kuvvetlendiricilerinin performans duyarlılıklarına uygulanması

Abstract

Bu tez çalışmasında "Ek Devre" yaklaşımı ile, bir mikrodalga kuvvetlendiricisinin kazanç, gürültü faktörü, giriş ve çıkış yansıtma katsayılarının genlik ve fazının pasif eleman parametrelerine göre duyarlılıkları formüle edilmiş ve T-tipi ve Il-tipi uydurma ve kuvvetlendirici devrelerine uygulanmıştır. Ayrıca çalışılan örnekler, literatürdeki " Kazanç Çarpımı", "Zincir Duyarlılık Matrisi" ve "Nümerik Pertürbasyon" yöntemleri ile karşılaştalmıştir. Bilindiği gibi "Ek Devre" yöntemi günümüzde çok yaygın olarak kompleks lineer ve lineer olmayan tasarım problemlerinde verimli bir şekilde uygulanmaktadır. Başlıca uygulama alanları için "Yapısal Tasarım", "Devre Teorisi","Kontrol Teori", "Elektromagnetik Tasarım" sayılabilir. Ek-Devre ile çoklu parametre tasarım analizi, sonuçta orijinal devre analizine ilaveten matris transpozesi ve birkaç matris çarpımından oluşan çok az işleme indirgenmektedir. Çalışmada "Dalga Değişkenleri" ve "Saçılma Parametreleri" kullanılmıştır. Bu çerçevede ilk aşamada önce, toplu ve dağılmış parametreli çok-kapılılarının konfigürasyonu ile oluşturulan mikrodalga devrelerinin, "Bağlantı Saçılma Matrisi" W ile Wa= c biçiminde modellemesi yapılmıştır, burada W= T - S'dir. T bağlantı manisini, S saçılma matrisini ifade etmektedir, a devrenin iç ve dış kapı gelen dalga büyüklükleridir ve c devre uyarma vektörüdür. İkinci aşama olarak "a" dalgalarının bir p devre parametresine göre duyarlılığı bulunarak "Ek dS Devre" yöntemi uygulanmıştır. Bu aşamada, diferansiyel operatörü q", -(/ - S.S) kasit ifadesine indirgenmiştir. Üçüncü aşamada kazanç, gürültü faktörü, giriş ve çıkış yansıtma katsayıları gibi performans dalga duyarlılıkları formüle edilmiştir. Dördüncü aşama olarak elde edilen formüller Matlab programlama diline aktarılmış, "Ek Devre", "Kazanç Çarpımı", "Zincir Duyarlılık Matrisi" ve "Nümerik Pertürbasyon" yöntemleri ile karşılaştırmalı uygulamalar verilmiştir. Uygulama örnekleri olarak, (F, Vj,GT) performans üçlüleri için tasarlanmış T-tipi ve II- tipi giriş ve çıkış uydurma ve kuvvetlendirme devreleri yer almaktadır. Bu çalışmada kullanılan "Ek Devre Yöntemi" ile Dalga Yaklaşımı her türlü mikrodalga devre topolojisine uygulanabilir oldukları için, bu yöntemler farklı devrelere uygulanarak duyarlılık çalışması genişletilebilir. Ayrıca, Dalga Yaklaşımı'nda dalga değişkenleri bir kere hesaplanmakta, bu hesap üzerinden her türlü performans duyarlılık (yansıma katsayıları, grup gecikmesi, kayıplar) hesabı yapılabilmektedir. Performans duyarlılık analizi, amacı sistem cevabının gradyantmı tasarım parametre uzayında hesaplamak olan bir tasarım duyarlılık analizi olduğu için, optimizasyon, istatistiksel ve sonuç analizleri gibi mühendislik problemlerinde çok önemli bir yere sahiptir. Bu sebeple, bu çalışma diğer tez çalışmaları için bir kaynak oluşturacaktır. Anahtar kelimeler : Duyarlılık, kazanç, gürültü, giriş yansıtma katsayısı, çıkış yansıtma katsayısı, ek devre, pertürbasyon viii