Design of a 500-1000 MHz MMIC vector modulator

oz 500-1000 MHZ MMIC VEKTÖR MODULATOR TASARIMI YAHŞİ, Hüseyin Aydın Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Canan TOKER Haziran 2002, 118 sayfa Bu tezde 500-1000 MHz bandında çalışacak bir vektör modulator tasarımı üzerinde araştırma yapılmış ve tasarım gerçekleştirilmiştir. Vektör modülatörün 3 dB Kuadratür Güç Bölücüsü, îki Fazlı Modulator, Sayısal Kontrollü Zayıflatıcı ve Aynı Fazlı Güç Birleştiricisi olmak üzere 4 alt parçası bulunmaktadır. Tasarımın MMIC ortramda gerçekleştirilmesi üzerinde çalışılmıştır. Verilen frekans bandında bu yapının düzgün çalıştırılabilmesi için gerekli değişik yöntemler üzerinde araştırmalar yapılmıştır. 3 dB kuadratür güç bölücüsünün çalışması üzerine çalışılmıştır. Yapının çalışma simülasyonları ilk olarak C/NL'de, daha sonra da EAGLEWARE ve HP- ADS programlarında gerçekleştirilmiştir. Ayrıca örnek bir yapı üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. iki fazlı modulator kısmının tasarımı için çeşitli yöntemler değerlendirilmiştir. Son yapı oluşturulmuştur ve EAGLEWARE ile HP-ADS programlarında simülasyonları yapılmıştır. Ayrıca örnek bir yapı üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır.Sayısal kontrollü zayıflatıcının alt kısımları üzerinde araştırmalar yapılmıştır. 30 dB zayıflatıcı kısmı oluşturulmuş ve simülasyonları yapılmıştır. Değişken zayıflatıcı kısmı ise bir sayısal-analog çevirici ve köprülü T-tipi zayıflatıcı kullanılarak yapılmıştır. Yapının çalışma şekli simülasyonlar ile elde edilmiş ve gereken zayıflatma seviyesini elde etmek için gereken sayısal diziyi gösteren bir tablo elde edilmiştir. Ayrıca örnek bir yapı üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. Aynı fazlı bir güç birleştiricisi tasarlanmıştır. Birleştiricinin çalışma simülasyonları EAGLEWARE ve HP-ADS programlarında yapılmıştır. Ayrıca örnek bir yapı üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Vektör Modulator, îki Fazlı Modulator, 3 dB Kuadratür Güç Bölücüsü, Aynı Fazlı Güç Birleştiricisi, Sayısal-Analog Çevirici vı ABSTRACT DESIGN OF A 500-1000 MHz MMIC VECTOR MODULATOR YAHŞİ, Hüseyin Aydın M.S., Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor : Prof. Dr. Canan TOKER June 2002, 118 pages In this thesis the design of a vector modulator which is to be operated in the band of 500-1000 MHz is investigated and performed. There are 4 sub-sections of the vector modulator; namely a 3 dB quadrature power splitter, a biphase modulator, a digitally controlled attenuator and an inphase power combiner. The design of the structure for a MMIC environment is studied. Alternative methods were searched in order to implement the structure properly in the given frequency band. Single operation of 3 dB quadrature power splitter was studied. The performance was simulated on first C/NL, then on EAGLEWARE and HP-ADS tools. Also a prototype structure is implemented and measured. Various methods to design the biphase modulator section are considered. A new approach is developed to implement such a structure. The final topology was formed and simulated on EAGLEWARE and HP-ADS tools. A prototype structure is implemented and measured. inThe subsections of the digitally controlled attenuator are investigated. The 30 dB attenuating section was formed and simulated. The variable attenuator section is formed using a DAC and a bridged T-type attenuator. The performance of the structure is simulated and a table is made to obtain the bit stream in order to obtain the required attenuation level. An inphase power combiner is designed. The performance of the combiner is simulated on EAGLEWARE and HP-ADS tools. A prototype structure is implemented and measured. Key words: Vector Modulator, Biphase Modulator, Quadrature Power Splitter, Inphase Power Combiner, Digital-to- Analog Converter IV 118