Eşit Bölen Wilkinson Güç Bölücü Tasarımı ve Simülasyonu

Öz

Bu çalışmada, eşit olarak bölünmüş bir C Band Wilkinson Güç Bölücünün tasarımı ve simülasyonu sunulmaktadır. Bölücünün gücü eşit olarak dağıtması ve çıkış portları arasında kayıpsız, karşılıklı ve yüksek izolasyon sağlaması hedeflenmiştir. Tasarım süreci olarak microstrip iletim hattı kullanılmıştır. Microstrip, bakır iletken bir malzeme üzerine monte edilmiş bir iletim hattıdır. Karakteristik empedans 2 ∙ 𝑍0 olan 𝜆/4 transformer kullanılmıştır. Bu sistemde bant genişliğini artırmak ve yüksek izolasyon sağlamak için iyileştirmeler yapılmıştır. Tasarlanan bölücü, AWR Mikrodalga Ofisinde simüle edilmiştir. 0, 21 mm kalınlığında FR4 substrate kullanılmıştır. Çalışma frekansı 7.2 GHz seçilmiştir. Tasarlanan divider, parametre değerlerine göre iyi uyum ve izolasyon için uygundur. Teorik olarak S21 ve S31 değerlerinin -3 dB olması gerekirken tasarlanan sistemlerde bu değeri görmemiz mümkün değildir. Simülasyon sonuçlarından, Ekleme Kaybı (S21 ve S31), İzolasyon Kaybı (S32) sırasıyla yaklaşık -3.4 dB, -22 dB'dir. Giriş (S11) ve Çıkış dönüş kaybı (S22) sırasıyla yaklaşık -22 dB ve -44 dB'dir. Tasarlanan güç bölücü, mobil ve küçük uygulamalarda gücü aynı veya farklı frekanslarda bölmek için kullanılan pasif bir devre elemanıdır. Simüle edilmiş güç bölücü, RF uygulamalarında faydalıdır.

Anahtar Kelimeler

• Wilkinson Güç Bölücü
• Eşit Bölme
• Microstrip
• Yüksek İzolasyon
• C Bandı.

Design and Simulation of Equal Split Wilkinson Power Divider İremnur Duru1

Öz

In this study, the design and simulation of an equally split C Band Wilkinson Power Divider is presented. It is aimed that the divider distributes the power equally and provides lossless, reciprocal, and high isolation between the output ports. Microstrip technology has been utilized as the design process. A micro strip is a transmission line mounted on a copper conductive material. It has been used 𝜆/4 transformer with characteristic impedance 2 ∙ 𝑍0. In this system, improvements have been made to increase bandwidth and high isolation. The designed divider has been simulated in the AWR Microwave Office. It has been used FR4 substrate with 0.21 mm thickness. Operating frequency has been chosen 7.2 GHz. The designed divider is suitable for good matching and isolation according to S parameter values. While the S21 and S31 values should be -3 dB in theory, it is not possible for us to see this value in the designed systems. From the simulation results, Insertion Loss (S21 and S31), Isolation Loss (S32) are about -3.4 dB, -22 dB respectively. Input (S11) and Output return loss (S22) are respectively about -22 dB and -44 dB. The designed power divider is a passive circuit element used to divide power at the same or different frequencies in mobile and small applications. The simulated power divider has useful in RF applications.

Anahtar Kelimeler

• Wilkinson Power Divider
• Equal Split
• Microstrip
• High Isolation
• C Band

Kaynakça

1. Wilkinson, E. J. (1960). An N-way hybrid power divider. IRE Transactions on microwave theory and techniques, 8(1), 116-118.
2. Wu, L., Sun, Z., Yilmaz, H., & Berroth, M. (2006). A dual-frequency Wilkinson power divider. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 54(1), 278-284.
3. Cheng, K. K. M., & Wong, F. L. (2007). A new Wilkinson power divider design for dual band application. IEEE microwave and wireless components letters, 17(9), 664-666.
4. Ooi, B. L., Palei, W., & Leong, M. S. (2002). Broadbanding technique for in-phase hybrid ring equal power divider. IEEE transactions on microwave theory and techniques, 50(7), 1790-1794.
5. Danaeian, M., Moznebi, A. R., Afrooz, K., & Hakimi, H. (2016). Miniaturised equal/unequal SIW power divider with bandpass response loaded by CSRRs. Electronics Letters, 52(22), 1864-1866.
6. Harty, D. D. (2011). Novel design of a wideband Ribcage-dipole array and its feeding network (Doctoral dissertation, Worcester Polytechnic Institute).
7. Kalpanadevi, G., Nishaw, M. N., Priyamalli, E., Radhika, V., & Priyanga, V. S. (2017). Design and Analysis of Wilkinson Power Divider Using Microstrip Line and Coupled Line Techniques. IOSR Journal of Electronics and Communication Engineering (IOSR-JECE) e-ISSN, 2278-2834.
8. Pozar, D. M. (2011). Microwave engineering. John wiley & sons.

9. Kumari, R., & Acharya, V. (2017). Design and Simulation of Two-Way Power Divider in S Band. International Research Journal of Engineering and Technology (IRJET).
10. Phan, H. P., Vuong, T. P., Nguyen, T. T., Luong, M. H., Iitsuka, Y., & Hoang, M. H. (2015, October). Simple miniaturized Wilkinson power divider using a compact stub structure. In 2015 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC) (pp. 168-171). IEEE