X-Bant Bölücü ve Bağlaştırıcıların Elektromanyetik Analizi ve Tasarımı

Power divider and combiner structures are the necessary and crucial passive components in order to reach high power levels for the microwave applications. The improvements in the RF/Microwave systems in the past decades have led to increasing demand for the compact, high performance power divider/combiners. In this thesis, four-way offset power divider/combiner, two-way ring power divider/combiner, three-way phase shifted Wilkinson power divider/combiner and four-way corporate power divider are designed at 8-12 GHz frequency band by using miniaturization techniques. Their analytical solutions are presented, and design procedures are explained using Advance Design System (ADS) software environment. These divider and combiner structures are fabricated using Bilkent University Nanotechnology Research Center (NANOTAM)’s Gallium Nitride (GaN) on Silicon Carbide (SiC) process. Details of the fabrication steps are demonstrated. On-wafer measurements of the designed divider and combiner structures are performed in NANOTAM laboratories are presented. Measurement and simulation results for insertion losses, input and output losses and isolations of the output ports are investigated for each power divider/combiner structures. Comparison of the measurement and simulation results are examined in detail. Güç bölücü ve birleştirici yapılar, mikrodalga uygulamalarında yüksek düzeyde güçlere ulaşabilmek için gerekli ve kritik pasif elementlerdir. Son yıllardaki RF/Mikrodalga sistemlerindeki gelişmeler, yüksek kaliteli, yüksek performanslı güç ayırıcı/birleştiricilere olan talebin artmasına neden olmuştur. Bu tez çalışmasında, dört yönlü ofset güç bölücü/birleştirici, iki yönlü halka güç bölücü/birleştirici, üç yönlü faz kaydırmalı Wilkinson güç bölücü/birleştirici ve dört yönlü birleşmiş güç bölücü, minyatürleştirme teknikleri kullanılarak, 8-12 GHz frekans bandında dizayn edilmiştir. Analitik çözümleri ve tasarım prosedürleri Advance Design System (ADS) yazılımı kullanılarak incelenmiştir. Bu bölücü ve birleştirici yapılar Bilkent Üniversitesi Nanoteknoloji Araştırma Merkez’inin (NANOTAM) Silisyum Karbür (SiC) tabanlı Galyum Nitrür (GaN) prosesi kullanılarak üretilmiştir. Fabrikasyon detayları adım adım gösterilmiştir. Tasarlanan bölücü ve birleştirici yapılar, NANOTAM laboratuvarlarında ölçülmüştür. Her güç bölücü/birleştirici yapı için ekleme kayıplarının, giriş ve çıkış geri dönüş kayıplarının ve çıkış portlarının yalıtımının ölçüm ve simülasyon sonuçları incelenmiştir. Ölçüm ve simülasyon sonuçlarının karşılaştırılması detaylı olarak sunulmuştur.