طراحي، شبيه سازي سوئيچ SPDT و بهبود پارامترهاي آن براي فرستنده و گيرنده باند مايكروويو

كارشناسي ارشد

سوئيچ¬هاي SPDT در سيستم¬هاي بي¬سيم، نظير WIMAX به عنوان داپلكسر به‌كار مي¬روند و تغيير از حالت ارسال (فرستندگي) به حالت دريافت (گيرندگي) و برعكس را انجام مي‌دهند. در سوئيچ¬هاي SPDT باند ريزموج، مي¬توان از ديودهاي پين يا ترانزيستورهاي FETبه¬عنوان عنصر كليدزني استفاده نمود. اما ديودهاي پين قابليت كنترل توان بيشتري را دارند و براي كاربرد به عنوان داپلكسر مناسب هستند. تلفات عبوركم، ايزولاسيون زياد و سرعت كليدزني از مسائل اصلي در طراحي سوئيچ¬ها است. به¬طوركلي، براي كاربردهاي بالاتر از 3 گيگاهرتز، دست¬يابي به ايزولاسيون بيش¬تر از 30 دسي¬بل كار بسيار دشواري است، زيرا ساختارSPDT معمولي نمي¬تواند مشكل اندوكتانس پارازيتي بزرگ ناشي از بسته¬بندي را در بسامدهاي زياد حل كند. در اين پايان¬نامه، براي حل مشكل فوق ساختار جديدي ارائه مي‌گردد كه در آن از يك تشديدكننده ميكرواستريپ موازي با ديود پين استفاده شده است. اين تشديدكننده، به همراه يك تشديدكننده ميكرواستريپ سري اثر سلفي ناشي از بسته¬بندي ديود را در حالت روشن بودن ديود و اثر خازني ذاتي ديود را در حالت خاموش بودن آن از بين مي‌برد و به اين ترتيب باعث افزايش ايزولاسيون مي‌شود. به علاوه، در طرح پيشنهادي هيچ يك از ديودها در مسير عبوري سيگنال قرار ندارند و به همين دليل، تلفات عبوري نيز بسيار پايين است. در طراحي سوئيچ پيشنهادي از پين¬ديود با شماره قطعه 1340SMP استفاده شده¬است كه سرعت كليدزني بسيار بالايي دارد. همچنين اين پين¬ديود نسبت به ديگر پين¬ديودها از خازن پيوند و مقاومت هدايتي كوچك¬تري برخوردار است. جهت اثبات صحت تحليل و عملكرد طرح پيشنهادي، سوئيچ طراحي شده در نرم افزار ADS شبيه¬سازي شده¬است. اين شبيه¬سازي ابتدا بصورت شماي مداري و سپس بصورت جانمايي و با استفاده از قابليت EM_Cosim نرم افزار ADS انجام شده است. نتايج اندازه¬گيري عملي و شبيه¬سازي EM، ايزولاسيون بيش از 60 دسي‌بل و تلفات عبور كم¬تر از 2/0 دسي¬بل را نشان مي¬دهد. روش پيشنهادي نسبت به ديگر ساختارهاي ارائه شده در سال¬هاي اخير، ميزان ايزولاسيون را حدود 40 درصد و ميزان تلفات عبوري را حدود 60 درصد بهبود داده¬است. كلمات كليدي: سوئيچ بسامد بالا، پين¬ديود، سوئيچ دوطرفه، تلفات عبور، تشديدكننده خط¬انتقال

193452

دانشگاه علم و صنعت ايران

الكترونيك

دكتر جواد ياوند حسني