Rf pişirme uygulamaları için 2.4-2.5 GHz 250W 14dB kazançlı güç kuvvetlendiricisi tasarımı ve gerçeklenmesi

Haberleşme ve elektronik harp sistemlerinde sıklıkla kullanılan katı hal güç kuvvetlendiricileri, günümüzde radyo frekanslarıyla ısıtma ve pişirme uygulamalarında da tasarımlarda yerini almaya başlamıştır. Mikrodalga ısıtma ve pişirme uygulamalarında aktif eleman olarak geçmişten bu yana vakum tüp teknolojisi ürünü olan magnetron kullanılmaktadır. Bu teknoloji yerini günümüzde yavaş yavaş katı hal güç kuvvetlendiricilerine bırakmaktadır. Katı hal güç kuvvetlendiricisi tipinde olan mikrodalga fırınlarda Galyum Nitrit yüksek elektron hareket yetenekli transistör sıklıkla kullanılmaktadır. Yapılan bu çalışmada mikrodalga fırınlarda kullanılmak üzere bir Galyum Nitrit yüksek elektron hareket yetenekli transistör güç kuvvetlendiricisi tasarımı gerçeklenmesi yapılacaktır. Güç kuvvetlendiricisi tasarımında hedeflenen maksimum güç ve yüksek verimin elde edilebilmesi için devrede kullanılacak malzemelerin iyi analiz edilip seçilmesi oldukça önemlidir. Güç kuvvetlendiricisi tasarımında CREE marka CGH21240F transistör kullanılmıştır. İlgili frekans bandında sağladığı çıkış gücü ve yüksek verim sebebiyle bu transistör seçilmiştir. Dielektrik taban olarak Rogers RT5870 kullanılmıştır. Çalışmanın tasarımı Cadence AWR Microwave Office programı kullanarak yapılmıştır. Transistörün akım-gerilim eğrisi simüle edilmiş, kaynak çekme ve yük çekme analizleri bu program kullanılarak yapılmıştır. Sonuç olarak; bu çalışmada, 2.4-2.5 GHz ısıtma uygulamalarında kullanılmak üzere 250W çıkış gücüne ve 14 dB kazanca sahip yüksek verimli (yüzde 60'tan fazla) tek-kat güç kuvvetlendiricisi tasarlanmış, benzetimi ve gerçeklemesi yapılmıştır. Benzetim sonuçlarına göre 2.4-2.5 GHz bandında 255±5 W çıkış gücü, yüzde 64±4 güç ekli verim ve 14.1±0.1 dB kazanç elde edilmiştir. Ölçüm sonuçları benzetim sonuçlarıyla yüksek uyum göstermektedir.