R bant dikdörtgen boşluk rezonatörü için uygun uyarım açıklık yarıçapının bulunması

Abstract

Bu çalışmanın amacı, dalga kılavuzu rezonatör yöntemi ile yapılacak olan malzemekarakterizasyonunda kullanılmak üzere R bantta çalışan bir dikdörtgen boşlukrezonatöründe kullanılacak en uygun (optimum) açıklık yarıçapının teori, deney vebenzetimler yardımıyla tespit etmektir.Öncelikle, malzeme karakterizasyonu için kullanılmak üzere Kocaeli Üniversitesi,Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü'nde yer alan MİLTEKLaboratuvarı'nda önceden satın alınmış olan, R bant dalga kılavuzu parçasına uygun,üzerinde 3 mm ile 13 mm arasındaki çeşitli yarıçaplarda açıklıklar bulunan plakaçiftleri, optimum yarıçapı bulmak üzere yaptırılmıştır. Deneyler sırasında, hazırlananbu plaka çiftleri, tek tek n tipi konektör (bağlayıcı) girişi olan dalga kılavuzuadaptörlerinin ve dalga kılavuzu parçasının aralarına bağlanmış, network analizöryardımıyla tüm yarıçap değerleri için s-parametreleri ölçülmüştür. Bu parametrelerdenrezonatörün uyarım durumları (yetersiz, kritik ve aşırı bağlaşım) gözlemlenmiştir.Ölçümde kullanılan farklı yarıçaptaki herbir rezonatör yapısının CST Studio Suitprogramı yardımıyla benzetimleri yapılmıştır.Ölçümler ve benzetimlerden herbir yarıçap değeri için elde edilen rezonans eğrilerikullanılarak MATLAB programında yazılan bir kod yardımıyla kalite faktörüdeğerleri hesaplanmış ve bu değerler teorik yarıçap değerlerinin elde edilmesindekullanılmıştır. Teorik yarıçap değerleri ile kullanılan yarıçap değerleri karşılaştırılmışve hata analizi yapılmıştır.Tüm bu çalışmaların sonunda rezonans eğrileri, kalite faktörü değerleri ve teorikyarıçap değerleri kullanılarak malzeme karakterizasyonunda kullanılacak rezonatöriçin en uygun yarıçap değeri 7 mm olarak bulunmuştur ve R bant rezonatörü malzemekarakterizasyonu ölçümlerine hazır hale getirilmiştir.

The purpose of this work is to determine the optimum aperture radius to be used in arectangular cavity resonator operating in R band for the electromagnetic materialcharacterization using by the waveguide resonator method, with the help of theoretical,experimental and simulations.First, pairs of plates, which is suitable for the R-band waveguide section previouslypurchased in the MILTEK Laboratory of Kocaeli University, Department ofElectronics and Communication Engineering, with apertures in various radii ofbetween 3 mm and 13 mm were made to find the optimum radius for use in materialcharacterization. During the experiments, these plate pairs were connected betweenwaveguide adapters with n-type connector input and waveguide sections, and sparameterswere measured for all radius values with a network analyzer. From theseparameters, the excitation states of the resonator (under, critical and over-coupling)were observed.Each resonator with different radii used in the measurement is simulated with the helpof CST Studio Suit.For each radius value obtained from measurements and simulations, quality factorvalues were calculated by using a code written in MATLAB program using resonancecurves and these values were used to obtain the theoretical radius values. Theoreticalradius values and used radius values were compared and error analysis was performed.At the end of all these studies, the optimum radius value for material characterizationwas found to be 7 mm using resonance curves, quality factor values and theoreticalradius values and the R band resonator was made ready for material characterizationmeasurements.