J sınıfı geniş bant mikrodalga güç yükselteci tasarımı ve simülasyonu

Mikrodalga güç yükselteçler, mikrodalga sistemlerde genelde verici katında bulunan antenden önce yer alır. Bu tip güç yükselteçlerin tasarımlarında transistör özelliklerine göre farklı tip transistörler kullanılır. Güç yükselteci tasarımlarında çıkış gücü, verim, güç kazancı, bant genişliği gibi parametreler önemlidir. Tasarımlarda transistörün giriş ve çıkış katlarında uyumlama devreleri kullanmak mecburidir. Uyumlama devrelerinin kullanım amacı kayıpları minimum seviyede tutmaktır. Bu sayede en az kayıpla istenen kuvvetlendirme işlemi gerçekleştirilmiş olur. Düşük gerilimle çalışan GaAs yapılı transistörlerden çok daha yüksek güç gerektiren GaN yapılı transistörlere kadar farklı uyumlama devreleri kullanılır. Transistörler iletim açısına göre sınıflandırılır. Bu tez çalışmasında yeni bir sınıf olan J sınıfı güç yükselteci seçilmiştir. Devre tasarımında AWR (Applied Wave Research) simülasyon programıyla Cree firmasına ait CG2H40025 transistörü kullanılmıştır. Transistör AWR kütüphanesine eklendikten sonra DC, I-V eğri simülasyonu yapılmıştır. Maksimum kazanç ve verim değerlerini elde etmek için uyumlama devreleri kullanılmıştır. AWR simülasyon programında S parametreleri ve tasarım analizi yapılmış, yapılan simülasyonlar sonucunda, 2 GHz frekans seviyesinde %70 verim ve 12 dB sinyal kazancı elde edilmiştir. Sonuç olarak simülasyonlarda tek katlı ve iki kapılı mikrodalga güç yükseltecinde hedeflenen 42 dBm çıkış gücü ve %70 verimlilik elde edilmiştir. Buna ek olarak 2 GHz merkez frekansında çalışma ve 1 GHz bant genişliği elde edilmiştir. Böylece tasarlanan güç yükseltecinin mobil haberleşme sistemleri için kullanılabileceği gösterilmiştir.