Improved Wilkinson power divider structures for millimeter-wave applications

İletişim sistemleri, radarlar, elektronik harp ve uzay uygulamaları, daha yüksek frekanslarda çalışan entegre devreler istemektedir. Milimetre dalga bandında çalışmak, veri hızını artırmakta, spektrumu daha verimli kullanmayı sağlamakta ve daha küçük ürünler ortaya çıkarmaktadır. Güç bölücüler bu tür uygulamalarda RF sinyalleri bölmek ve birleştirmek için kullanılan yapı taşlarındandır. Wilkinson güç bölücü düşük kayıpla yüksek yansıma kaybı ve izolasyon sağladığı için en yaygın olarak kullanılan topolojilerden biridir; ama çok yer tutar, sınırlı bir bantta çalışır, isabetli bir model ve kusursuz üretim gerektirir. Ayrıca, üç ya da daha çok çıkış için serim karmaşıklaşır ve düzlemsel bir devre üzerinde gerçeklenemez. Bu çalışma, Wilkinson bölücüsünün sorunlarını çözmeye yönelik olarak üç teknik sunmaktadır. Birinci yapı, bandı daraltmadan devre alanını küçültmekte ve çıkıştaki fiziksel izolasyonu artırmaktadır. İkinci bölücü, çalışma bandını genişletmekte ve tabaka direncindeki değişimlere toleransı artırarak dayanıklılığı ve çalışma oranını iyileştirmektedir. Üçüncü teknik, üç kollu bölücülerin serimini sadeleştirmekte ve düzlemsel üretim yöntemleri ile üretilebilmelerini sağlamaktadır. Yapılar, eş-zıt mod analiziyle çözülmüş ve tasarım denklemleri çıkarılmıştır. Geliştirilen yöntemler kullanılarak 30 GHz merkez frekanslı ve yüksek performanslı üç bölücü tasarlanmıştır. Tasarlanan devreler GaN tabanlı eşdüzlemli dalga kılavuzu ve mikroşerit temelli MMIC teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Deneysel sonuçlar, teori ve benzetimler ile uyuşmakta ve sunulan yöntemlerin gelecek milimetre dalga RF uygulamalarında yararlı olabileceğini göstermektedir.