Egemen MEHTER, Rıdvan Berk BİLGİÇ, Murat ÜÇÜNCÜ

Radar HF Bandı RF Güç Yükselteci

Bu çalışmada; Radar HF bandında (9-10 MHz) 1kW çıkış gücüne sahip RF güç yükselteci tasarımı ve üretimi yapılmıştır. Sistem; 2 adet güç yükselteci, 1 adet güç bölücü, 1 adet güç birleştirici olmak üzere 4 ana üniteden oluşmaktadır. Güç yükselteçlerinin (2 adet) her biri yaklaşık 600W çıkış gücüne sahip olacak şekilde tasarım yapılmıştır. Kayıplar göz önüne alınarak 600W çıkış gücü hedef olarak belirlenmiştir. Minimum %50 verimlilik elde edilmesi öngörülmüştür. Her bir yükselteçten minimum 20 dB kazanç elde edilmektedir. Tek girişte sağlanan gücün 2 ayrı kola bölünerek güç yükselteçlerinin girişlerine bağlanması amacıyla güç bölücü tasarlanmıştır. İki ayrı güç yükseltecinden gelen çıkış güçlerinin tek bir noktada toplanarak çıkışta 1kW güç alınabilmesi amacıyla güç birleştirici tasarlanmıştır. Sonuç olarak, belirtilen tüm alt sistemler bir araya getirilerek istenilen tasarım kıstaslarını sağlayan 1kW çıkış gücüne sahip bir güç yükselteci tasarlanmış ve üretilmiştir.

Radar HF Band Power Amplifier

In this study, an RF power amplifier with 1kW output power suitable for Radar HF band (9-10 MHz) is designed and produced. The system is composed of 4 main units: 2 power amplifiers, 1 divider and 1 combiner. Power amplifiers (2 units) are each designed to have an output power of approximately 600W. Considering the losses, 600 W output power is determined as the target. It is aimed to achieve a minimum efficiency of 50%. Minimum 20 dB gain is obtained from each amplifier. A divider is designed to divide the power provided in the single input into 2 separate branches and connect it to the inputs of the power amplifiers. A combiner is also designed in order to collect 1kW power at the output by integrating the two output powers from the two separate power amplifiers in a single point. As a result, a high-power amplifier with 1 kW output power is designed and manufactured by integrating all subsystems.

PDF

___

[1] Şahan N. 2007. High Power Wideband Linear RF Power Amplifier Design. Yüksek Lisans Tezi Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara 1-149.
[2] Sokal N.O. 1998. Class E High-Efficiency Power Amplifiers, from HF to Microwave, IEEE MTT-S International Microwave Symposium, 21-26 June, Baltimore, 1109-1112.
[3] Raab F.H., Rupp D.J. 1994. High-efficiency single-sideband HF/VHF transmitter based upon envelope elimination and restoration, Sixth International Conference on HF Radio Systems and Techniques, 4-7 July, York, 21-25.
[4] Yamazoe M., Haeiwa K. 2008. Hirose S. Development of a High efficiency HF power amplifier, 14th Asia-Pacific Conference on Communications, 14-16 October, Tokyo, 1-5.
[5] Mediano A., Ortega-Gonzalez F.J. 2017. Class-E amplifiers and applications at MF, HF, and VHF,IEEE MTT-S International Microwave Symposium (IMS), 4-9 June, Honololu, 1319- 1322.
[6] Seo M. 2010. Design of a 40-Watt Ultra broadband linear power amplifier using LDMOSFETs, Asia-Pacific Microwave Conference, 7-10 December, Yokohama, 414-417.
[7] Modzelewski J. 2004. Power Gain of Class E and Class B VHF Tuned Power Amplifiers, 15th International Conference on Microwaves, Radar and Wireless Communications, 17-19 May, Warsaw, 41-44.
[8] Ahmad A.Z., Aggrawal E., Rawat K. 2020. Design of 100 WLDMOS Based Power Amplifier for Cellular Applications, 7th International Conference on Signal Processing and Integrated Networks (SPIN), 27-28 February, Noida, 166-169.
[9] Raza A, Gengler J. 2018. Design of a 70 W Wideband GaN HEMT Power Amplifier with 60% Efficiency over 100–1000 MHz Bandwidth, IEEE Topical Conference on RF/Microwave Power Amplifiers for Radio and Wireless Applications (PAWR), 17-20 January, San Diego, 72-74.
[10] Du X., Helaoui M., You C.J., Li X., Zhao Y., Cai J., Ghannouchi F.M. 2019. Analytical design space of power amplifiers including the class-A/B/J continuum for dynamic load modulation, IEEE Access, 7: 71933-71942.
[11] Shukla S.N., Pandey B., Srivastava S. 2012. New Circuit Models of Complementary Symmetry Class-AB and Class-B Push-Pull Amplifiers, 10th IEEE International Conference on Semiconductor Electronics (ICSE), 19-21 September, Kuala Lumpur, 538-542.
[12] Dhar S.K., Sharma T., Zhu N., Holmes D., Darraji R., Ghannouchi F.M. 2019. Comprehensive Analysis of Input Waveform Shaping for Efficiency Enhancement in Class B Power Amplifiers, International Microwave Symposium (IMS), 2-7 June, Boston, 1164-1167.
[13] BLF188XR. 2019. https://www.ampleon.com/products/broadcast/0-500-mhzrf-powertransistors/BLF188XR.html (Erişim Tarihi: Kasım 15, 2019).
[14] Theeuwen S.J.C.H., Qureshi J.H. 2012. LDMOS technology for RF power amplifiers. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 60 (6): 1755-1763.
[15] Sahan N., Inal M.E., Demir S., Toker C. 2008. High-power 20-100-MHz linear and efficient power-amplifier design. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 56 (9): 2032-2039.
[16] Şahin B. 2018. Yüksek Verimli ve Geniş Bantlı Güç Kuvvetlendirici Tasarımı. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 1-162.
[17] Pozar, D.M. 2012. Microwave Engineering. Wiley, New Jersey.
[18] Stability Factor K. https://awrcorp.com/download/faq/english/docs/Measurements/k_meas.htm (Erişim Tarihi: 25.11.2019).
[19] Stability Factor: K. https://awrcorp.com/download/faq/english/docs/Measurements/b1.htm (ErişimTarihi: 25.11.2019)