LEE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19468

Gözat

Konu "Anten dizileri" ile LEE- Telekomünikasyon Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Doğrusal anten dizileri için ölçeklenebilir örtüşen alt-dizi mimarisi ile x-bant hüzme yönlendirme sistemi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Özer, Yasin ; Paker, Selçuk ; Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı
    Modern haberleşme sistemlerinde birden çok kullanıcıya yönelik iletişimin etkili bir biçimde gerçekleştirilmesi; elektronik harp ve radar gibi sistemlerde gelişmiş tehditlere karşı çoklu hedeflerin tespit edilmesi, anlık takibi ve görüntülenmesi amacıyla günümüzde faz dizili sistemler tercih edilmektedir. Bu sistemler elektromanyetik dalgaları istenilen formda şekillendirmek için dizi anten yapıları ve hüzme yönlendirme yapıları içermektedir. Bu yapılar ile oluşturulmak istenen hüzmenin kazancı uzayda istenen yönlerde arttırılıp azaltılabilmekte, hüzme genişliği ayarlanabilmekte ve aynı anda birden çok hüzme oluşturulabilmektedir. Dizi anten yapılarında anten kazancını arttırmak için efektif anten açıklığının arttırılması gerekmektedir ve eleman sayısını arttırmak bu açıklığın artmasını sağlar. Eleman sayısı arttıkça anten arkalarında bulunan hüzme yönlendirme yapıları daha karmaşık hale gelir, bir bütün olarak tasarlanmaları ve üretilmeleri zorlaşır. Bu nedenle dizi anten yapısının alt dizilere bölünerek incelenmesi, tasarım ve üretim aşamalarını kolaylaştırabilmektedir. Bu nedenle dizi anten içerisinde fiziksel olarak yakın konumlanmış elemanlar hüzme oluşumu için dizideki diğer elemanlara göre daha yakın faz ve genlik değerine ihtiyaç duyması nedeniyle bir alt dizi altında gruplanabilir. Antenlerin ihtiyaç duyduğu genlik ve faz değerleri, alt dizi içerisinde kullanılacak yükselteç ve faz kaydırıcıların kontrolü ile sağlanabilir, böylece alt dizi içerisinde analog hüzme yönlendirme tekniği kullanılmış olur. Her bir alt dizinin çıktıları örneklenmek üzere analog-dijital dönüştürücülere (ADC) aktarıldığında alt dizi seviyesinde sayısal hüzme yönlendirme yapılmış olur ve böylece eleman seviyesinde analog, alt dizi seviyesinde sayısal hüzme yönlendirme tekniği kullanılarak hibrit hüzme yönlendirme tekniği oluşturulabilir. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde; hüzme yönlendirme yapıları incelenmiş ve fazlı dizi sistemlerde kullanılan hüzme yönlendirme yapıları karşılaştırılmıştır. İkinci bölümde, dizi anten tasarımı aşamalar halinde incelenmiş ve tasarımdan yola çıkılarak üretilen 1×12 dizi anten yapısının benzetim ve ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. Üçüncü bölümde, dizi anten yapılarının besleme devreleri incelenmiştir. Dizi yapısının alt diziler altında gruplanması ile anten arkasındaki hüzme yönlendirme yapılarının daha efektif kullanılmasını, tasarlanmasını, üretilmesini sağlayacak özel bir mimari olan örtüşen alt dizi mimarisine sahip almaç sistemi tasarımı yapılmıştır. Bu mimariyi içeren alt dizi kartının baskı devre kartı tasarımı yapılmış ve bu tasarımdan yola çıkarak üretilen baskı devre kartlarının benzetim ve ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonraki bölümlerde ise sırasıyla çalışma kapsamında karşılaşılan zorluklar, sonuçlar, öneriler ve gelecek planları irdelenmiştir. Sistem tasarımını gerçeklemek için anten dizisi ve örtüşen alt dizi mimarisi içeren alt dizi kartları tasarlanmış, üretilmiş, test edilmiş ve benzetim sonuçları ile kıyaslanmıştır. Çalışmalar kapsamında X-bant frekans aralığında bulunan 8000MHz–9250MHz frekanslarında çalışabilen, 1250MHz bant genişliğine sahip, 16dBi kazançlı, merkeze göre ±50°'ye kadar uzaysal yönlenme yapabilen 1×12 elemanlı doğrusal bir anten dizisi tasarlanmıştır. Anten dizisi ile uyumlu çalışabilmesi için aynı frekans bandında çalışan hüzme yönlendirme kartları tasarlanmıştır. Hüzme yönlendirme kartları, dizi yapısına istenilen faz ve genlikte sinyal aktarabilecek şekilde, alt dizi tekniği kullanılarak tasarlanmıştır. Alt dizi mimarisinin özel bir tekniği olan örtüşen alt dizi mimarisi kullanılması sayesinde, alt dizi içerisindeki anten elemanları, kendisine komşu olan diğer alt diziler tarafından da kullanılmaktadır. Bu sayede bir anten elemanı, birden fazla alt diziye hizmet etmekte ve aynı anda birden fazla hüzmenin oluşmasına katkı sağlamaktadır. Gerçeklenen sistem ile 26dB kazançlı, 3 dB gürültü figürüne sahip 3 adet hüzme yönlendirebilen alıcı ön kat devresi aynı anten elemanları üzerinde örtüşecek şekilde tasarlanmıştır. Anten elemanlarının eş genlik & faz ile beslenmesi durumunda 1×12 elemanlı dizi anten yapısı ölçümlerinde 16dBi kazanç elde edilmiş ve toplamda 42dB kazançlı 3 adet alıcı ön kat devresi içeren hüzme yönlendirme sistemi ölçümlerle doğrulanmıştır. Buna ek olarak alıcı ön kat devrelerinin çıkışlarının birleştirilmesiyle kazanç değeri 45dB seviyesine çıkartılabildiği ve ışıma diyagramınını örnekleyecek ADC ihtiyacının azaltılabildiği ölçümlerle doğrulanmıştır.