Yüksek frekans geni̇ş bantlı wilkinson güç bölücü tasarımı ve gerçeklenmesi̇ - Hatipzade, Rabia (My University, 2023)
Radyo frekansı (RF) güç bölücü ve birleştiricileri, girişlerine uygulanan işaretleri eşit veya belirlenmiş diğer oranlarda bölmek veya bu işaretleri birleştirmek için kullanılan pasif mikrodalga devrelerdir. Bu devreler birçok elektronik sistemin içerisinde kullanılmaktadır. Bu sistemlere örnek olarak işaret karıştırma, elektronik harp, sivil ve askeri radarlar, hücresel haberleşme için kullanılan baz istasyonları, noktadan noktaya haberleşme için kullanılan radyo linkler, uydu haberleşme linkleri verilebilir. Kullanım alanı oldukça geniş olan bu yapılar, aynı zamanda test ve ölçme alanlarında kurulan düzeneklerin de bir parçasıdır. Bu tez çalışmasında, 2 GHz -6 GHz frekans bandında çalışan, eşit genlikli, iki ve dört çıkışlı, yukarıda bahsedilen sistemlerde kullanılabilecek çok katmanlı Wilkinson güç bölücü/ birleştirici devre tasarımı ele alınmıştır. Çalışmada mikroşerit hat ve ayrık yalıtım dirençleri kullanılmıştır. Devrelerin teorik tasarımı, şematik benzetimi, elektromanyetik benzetimi, üretimi ve ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca örnek bir uygulama da sunulmuştur. Devre tasarımına başlamadan önce literatür taraması yapılarak; daha önce yapılmış ve yayınlanmış olan bildiri ve makaleler gözden geçirilerek, benzer yapılar belirlenmiştir. Daha sonra mikroşerit hatların ve toplu devre elemanlarının teorik hesaplamaları yapılmıştır. Yalıtım dirençlerinin değerleri, mikroşerit hatların genişlik ve uzunlukları, Wilkinson yapının kat sayısı gibi tasarım parametreleri hesaplamalarla belirlenmiştir. Giriş-çıkış bağlantıları için SMA konektörler; dielektrik taban olarak ise Rogers firmasına ait RT5870 kodlu teflon tabanlı malzeme kullanılmıştır. Bu dielektrik malzeme yüksek frekans çalışmaları için oldukça uygundur ve yüksek başarım göstermektedir. Daha sonra hesaplamalarla belirlenmiş mikroşerit hat ve direnç değerleri kullanılarak oluşturulan bu yapıların, uygun tasarım teknikleriyle benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Benzetim programlarında hem şematik benzetim hem de elektromanyetik benzetim yapılmıştır. Şematik ve elektromanyetik benzetim sonuçlarının benzer olması sağlanmıştır. Benzetimler ve optimizasyonlar sonucunda elde edilen fiziksel ölçü ve direnç değerleriyle beraber, uygun dielektrik taban üzerine gerçeklemeler yapılmıştır. Gerçeklemenin yapılabilmesi için, tasarlanan ve son hale getirilen devrenin baskılı devre şeması çizilmiştir. Çizilen baskı devre şeması, hassas kazıma tekniği kullanılarak üretilmiştir. Üretim sonrasında elde edilen güç bölücülerin direnç ve konektör bağlantı işlemleri yapılmış ve ölçümler için hazır hale getirilmiştir. Ölçümler Vektör Network Analizör (VNA) cihazı kullanılarak yapılmıştır. Giriş yansıma katsayısı, araya girme kaybı, çıkış yansıma katsayısı, çıkışlar arası yalıtım gibi değerler frekansa bağlı olarak grafikler halinde elde edilmiştir. Gerçekleştirilen devrelerden elde edilen ölçüm sonuçları ile, benzetimler sonucu elde edilen ölçüm sonuçlarının örtüştüğü görülmüştür.

Radio frequency (RF) power dividers and combiners are electronic circuits used to divide or combine signals applied to their inputs in equal or other specified proportions. These circuits are used in many electronic systems such as signal jamming, electronic warfare, civil and military RADARs, base stations used for cellular communication, radio links used for point-to-point communication, satellite communication links. These structures, which have a very wide usage area, are also a part of test and measurement setups. In this thesis; a multi-layer Wilkinson power divider/ combiner circuits are designed to operate in 2 GHz -6 GHz frequency band with equal amplitude, two and four output to be used in the above-mentioned systems. Microstrip line and discrete insulation resistors were used in the study. Theoretical design, schematic and electromagnetic simulation, production and measurements of the circuits were implemented and a sample application is also presented. Before starting the circuit design, previously published studies were reviewed and similar structures were determined. Then, microstrip lines and bulk circuit elements were theoretically defined. Design parameters such as insulation resistance values, width and length of microstrip lines, and the number of the stages of the Wilkinson structure were determined by calculations. SMA connectors for inputs and outputs connections; teflonbased material coded RT5870 belonging to Rogers company was used as the dielectric substrate. This dielectric material is very suitable for high frequency applications and shows high performance. Then, by using the microstrip line and resistance values determined by calculations, the circuits of these structures were simulated with appropriate design techniques. In simulation programs, both schematic and electromagnetic simulation were realized. It was seen that the results of the schematic and electromagnetic simulations were matched. The physical measurements and resistance values obtained as a result of simulations and optimizations were implemented on the appropriate dielectric base. The printed circuit diagram of the designed and finalized circuit has been drawn for implementation. The drawn printed circuit diagram was produced using precision drilling technique. After production, the resistor and connector connections of the power dividers are made. In this way, the circuits have been prepared for measurements. Measurements were made using Vector Network Analyzer (VNA) device. Values such as input reflection coefficient, insertion loss, output reflection coefficient, insulation between outputs are given in graphs depending on frequency.
Design and implementation of high frequency wideband wilkinson power divider
Keywords: 2 yollu güç bölücü; 2-way power divider; 4 yollu güç bölücü Wilkinson power divider; 4-way power divider; broadband; Electric engineering; Electronics; Elektrik mühendisliği; Elektronik0; geniş bant; mikroşerit hat; stripline; Wilkinson güç bölücü