Yüksek frekanslı çok düşük güçlerin karakterize edilmesi ve ölçülmesi

Abstract

Mikrodalga devrelerinin önemli parametrelerinden biri olan elektriksel gürültünün karakterize edilmesinde gürültü kaynakları kullanılır. Gürültü kaynaklarının, 50 MHz ? 26,5 GHz frekans aralığında kalibrasyonunu/karakterizasyonunu yapmak için bir toplam güç radyometre tasarlanmış, kurulmuş ve karakterize edilmiştir. Geliştirilen toplam güç radyometre kullanılarak değeri bilinen bir gürültü kaynağının ölçümleri gerçekleştirilmiş ve bu ölçümlere ait belirsizlik değeri hesaplanmıştır. Yapılan ölçümler ve belirsizlik değerleri ile gerçek değer ve belirsizlikleri karşılaştırıldığında toplam güç radyometrenin istenilen performansı başarı ile sağladığı gösterilmiştir. Bu çalışmada, toplam güç radyometre sistemi sürekli dalga (CW) işaretli -70 dBm ? -120 dBm aralığındaki düşük güç seviyelerini ölçebilmek için modifiye edilmiştir. Değiştirilen sistemin hata modeli çıkarılarak belirsizlik bileşenleri belirlenmiş ve belirsizlik hesaplaması yapılmıştır. Geliştirilen sistem kullanılarak yapılan ölçümlerden elde edilen sonuçlar, bir ölçüm alıcısı kullanılarak gerçekleştirilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar, düşük güç ölçümlerinin bu sistem ile, izlenebilir bir şekilde gerçekleştirilebileceğini göstermiştir. Böylece bir gürültü ölçme sistemi geliştirilerek CW işaretli güç ölçümü gerçekleştirilmiştir.

Noise sources are used to characterize the electrical noise which is one of the important parameters of microwave circuits. In order to characterize/calibrate the noise sources in the frequency range between 50 MHz and 26.5 GHz, a total power radiometer was designed, established, and characterized. Using the total power radiometer, a known noise source was measured and the uncertainties were calculated. The comparison of the measurement results and the actual values have shown that the total power radiometer provides the desired performance successfully. In this study, the total power radiometer system has been modified to measure the low level power of a CW signal in the range of -70 dBm ? -120 dBm. An error model of the modified system was derived then the uncertainty components were determined and the expanded uncertainty was calculated. The results of the measurement obtained from the modified system, were compared with the results obtained from a measurement receiver. The results have shown that the treacable low power measurements can be accomplished by using the modified system. Thereby, CW signal power measurements were performed using the developed noise measurement system.