Orientadores: Rui Fragassi Souza , David Anthony Rogers

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas

Resumo: A finalidade deste estudo e apresentar os conceitos básicos para o projeto de amplificadores de microondas utilizando transistores bipolares. O transistor, neste trabalho, e considerado como um quadripolo que é caracterizado pelos parâmetros de espalhamento. Os parâmetros de espelhamento...

Resumo: A finalidade deste estudo e apresentar os conceitos básicos para o projeto de amplificadores de microondas utilizando transistores bipolares. O transistor, neste trabalho, e considerado como um quadripolo que é caracterizado pelos parâmetros de espalhamento. Os parâmetros de espelhamento (parâmetros S) são medidos no ponto quiescente escolhido em uma certa faixa da frequência desejada (1 a 2 GHz). A regra para projetar os amplificadores de faixa estreita pode ser resumida como segue:
(1) Calcular um conjunto de círculos de ganho de potência utilizando os parâmetros S e desenhar os círculos na Carta de Smith; (2) Selecionar o ganho desejado e determinar os correspondentes coeficientes de reflexão de entrada e de saída do quadripolo; (3) Sintetizar os circuitos de casamento que transformam as impedâncias (50?) do gerador e da carga às impedâncias correspondentes aos coeficientes de reflexão de entrada e de saída, respectivamente. O projeto de amplificadores de faixa larga, pelo método clássico, é feito adicionando-se na entrada e na saída do transistor um circuito de casamento de impedância que compense a variação do ganho transdutivo unilateral do transistor com a frequência. A otimização desses circuitos de casamento na entrada e na saída é feita por um processo de tentativa neste trabalho. Um amplificador de máximo ganho e um amplificador com faixa de uma oitava, foram projetados e construídos com auxílio de um computador; o desempenho dos amplificadores foi medido e verificado estar próximo das previsões dos estudos teóricos.

Abstract: The purpose of this study is to present the basic concepts for designing microwave bipolar transistor amplifiers. In this work the transistor is considered to be a two-port device characterized by the scattering parameters. These scattering (S) parameters are measured for specific bias...

Abstract: The purpose of this study is to present the basic concepts for designing microwave bipolar transistor amplifiers. In this work the transistor is considered to be a two-port device characterized by the scattering parameters. These scattering (S) parameters are measured for specific bias conditions over the desired frequency range (1 to 2 GHz). The rules for the design of narrow-band amplifiers can be summarized as fal1ows: (l) Calculate a set of power gain circles using the S parameters and draw these circles on the Smith chart; (2) Se1ect the desired gain and determine the input and output ref1ection coefficients of the device; (3) Synthesize matching networks which will transform the source and load impedances (50?) to the impedances corresponding to the input and output ref1ection coefficients, respectively. Designing a broadband amplifier with classical methods is a matter of surrounding a transistor with two matching networks in order to compensate for the variation of the unilateral transducer gain with frequency. The optimization of these input and output matching networks is done by a trial-and-error process in this work. A maximum power gain amplifier and an octave-band amplifier were designed and constructed with the aid of a computer, and the performance of the amplifiers was measured and found to follow closely the predictions of the theoretical studies.