Tez Arşivi

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü

A novel modeling methodology and performance improvement technique for dmtl phase shifters

Dmih faz kaydırıcılar için özgün modelleme metodu ve performans arttırma tekniği

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 181066 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

This thesis presents distributed MEMS transmission line (DMTL) phase shifters,emphasizing the circuit modeling and design as well as the performanceimprovement. A novel modeling methodology is introduced for DMTL unitsections, with bridge widths larger than 50 µm. The introduced model is comparedwith EM simulation results and the CLR modeling results. For structures with bridgewidths larger than 50 µm, the introduced model fits the simulation results muchbetter than the CLR model. The simulated structures are fabricated in METU micro-electronics facilities on glass substrates using gold structural layers. 1-20 GHz S-parameter measurement results of various DMTL structures are compared with theintroduced model. It is observed that the S-parameters match except for a scalingneed in the insertion loss. The measurement results give 2 dB insertion and 15 dBisolation at 20 GHz.The ABCD parameters of the introduced model are converted into S-parameters.Loss and the phase shift of the DMTL structures are expressed in terms of these S-parameters. These expressions are re-written as MATLAB code, from which thephase shift/loss (degree/dB) performance is evaluated. Therefore degree/dB plotswith respect to bridge widths and center CPW conductor widths are obtained. Fromthese plots the optimum DMTL phase shifters, which give maximum phase shift forminimum loss are determined for a pre-defined DMTL structure.To increase the degree/dB performance of a DMTL phase shifter, a change in thegeometry of the DMTL phase shifters is proposed. The geometry change is based oninserting an open-ended stub through the signal line and connecting one side of thestub to the bridge. By this way, the stub capacitance is added to the shuntcapacitance of the bridge satisfying a larger phase shift. The simulations point out aperformance of 217 degree/dB at 20 GHz with a 15 % change in the 25 µm widebridge height ratio.

Summary:

Bu tez, dağıtılmış hat MEMS iletim hattı (DMİH) faz kaydırıcılarını, devremodellemesi, tasarımı ve faz kaydırıma performansının iyileştirilmesi vurgulanaraksunmaktadır. Köprü genişliği 50 µm'den büyük olan DMİH'ların birim kesitleri içinyeni bir modelleme yöntemi ortaya konmuştur. Önerilen model EM benzetimsonuçlarıyla ve CLR modellemesiyle karşılaştırılmıştır. Köprü genişliği 50 µm'denbüyük olan yapılarda, önerilen yöntem CLR'a gore çok daha iyi sonuçlarvermektedir. Benzetimleri yapılan yapılar, METU mikro-elektronik tesislerindetaban malzemesi cam, yapısal malzemeler de altın olacak şekilde üretilmiştir. 1-20GHz arası ölçülen S-parametreleri önerilen modelle karşılaştırmıştır. Araya girmekaybındaki artış dışında ölçümler modelle bire bir uyum göstermektedir. Ölçümsonucunda, 20 GHz'te 2 dB araya girme kaybı, 15 dB yalıtım elde edilmiştir.Önerilen modelin S-parametreleri ABCD parametreleri cinsinden ifade edilmiştir.Hattaki kayıp ve faz kaydırma miktarı elde edilen S-parametreleri cinsindenbulunmuştur. Bulunan ifadeler MATLAB kodu olarak tekrar yazılmış ve bu kodyardımıyla derece/kayıp performansı hesaplanmıştır. Bu sayede köprü genişliği vesinyal hattı genişliğine göre değişen faz kaydırma/kayıp (derece/dB) grafikleri eldeedilmiştir. Bu grafikleriden belirli bir DMİH faz kaydırıcı için maksimum derece/dBveren köprü ve sinyal hattı genişliği tesbit edilebilmektedir.DMİH faz kaydırıcının derece/kayıp performansını arttırmak için, DMİH hattıyapısında fiziksel bir değişilik yapılması önerilmiştir. Yapılması planlanandeğişiklik, sinyal hattına açık uçlu eş düzlemsel dalga kılavuzu kütük yerleştirilmesiesasına dayanmaktadır. Bu kütüğün açık olmayan ucu da köprüye bağlanmaktadır.Bu sayede, kütük kapasitansı da köprünün paralel kapasitansına eklenir ki bu dasonuçta elde edilen faz kaydırma miktarında bir artış demektir. EM benzetimsonuçları, 25 µm genişliğindeki köprülerin, köprü yüksekliğinin % 15 oranındadeğişmesi sonucu 217 derece/dB'lik bir performans öngörmektedir.Anahtar Kelimeler: RF MEMS, Dağınık yüklenmiş hat faz kaydırıcılar, Açık uçluEDK kütük, Modelleme, Mikroişleme.