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Diseño de amplificadores balanceados de microondas
Autor
ISRAEL HERNANDEZ DIAZ
Resumen
Este trabajo está enfocado al diseño de amplificadores de microondas de banda
ancha utilizando la configuración de amplificadores balanceados. Un amplificador
balanceado consta de un divisor de potencia en cuadratura a la entrada, dos amplificadores,
y un combinador de potencia en cuadratura a la salida. Un amplificador
balanceado se considera balanceado cuando sus dos amplificadores son idénticos.
En este tipo de amplificadores, el ancho de banda queda determinado por el ancho
de banda del divisor/combinador.
En esta tesis se propone un nuevo esquema de amplificadores balanceados basados
en una nueva configuración de divisores/combinadores en cuadratura. El divisor
propuesto consta de un divisor tipo Wilkinson de dos etapas, una línea de 270◦
eléctricos e impedancia de 50 Ohms, y un filtro pasabanda el cual está formado por
un stub de 90◦ en corto circuito a la entrada seguido por una línea de 180◦ eléctricos
y otro stub de 90◦ en corto circuito a la salida.
El circuito propuesto utiliza transistores pseudomórficos de alta movilidad de
electrones (PHEMT) de Arsenuro de Galio (GaAs), como circuitos amplificadores.
Sin embargo, el circuito propuesto también podría ser logrado con otro tipo de
transistores de alta frecuencia tales como MOSFET (Transistor de Efecto de Campo
Metal-Óxido), MESFET (Transistores de Efecto de Campo Metal-Semiconductor),
HBT (Transistor Bipolar de Heterounión) y HEMT (Transistores de Alta Movilidad
de Electrones). El circuito propuesto mejora el ancho de banda del amplificador
basado en las pérdidas por regreso a la entrada y salida.
En este trabajo se presenta un diagrama generalizado del circuito propuesto y
como casos particulares se presenta el diseño de un amplificador a la frecuenciacentral
de 1 GHz, otro a la frecuencia central de 2 GHz y un tercero a la frecuencia
central 6.85 GHz. Basados en simulaciones, los amplificadores diseñados alcanzan un
ancho de banda fraccional de 93.4%, 85.8% y 83.2% respectivamente. Es importante
mencionar que dichos amplificadores pueden encontrar aplicaciones por ejemplo
receptores de radioastronomía, imagenología, estaciones base inalámbricas, entre
otros.
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