Pasif dirençsel eleman üzerinden mikrodalga güç elde edilmesi ve ölçülmesi

Abstract

Elektriksel bir iletken içerisindeki elektronların rastgele hareketi elektrikselgürültü olarak tanımlanmaktadır. Elektriksel gürültü, sistemlerin elektrikselperformanslarını önemli ölçüde etkiler. Bu çalımada, 12 GHz ? 18 GHz frekansbandını kapsayan mikrodalga gürültü iaretini tanımlamak, tanımlanan vetanımlanmayan gürültüyü doru bir ekilde ölçmek esas alınmıtır. Bu amaçla biradet souk (cryogenic) gürültü kaynaı ve 12 GHz ? 18 GHz frekans bandınıkapsayan bir adet mikrodalga gürültü ölçme sistemi (radyometre) tasarlanmı veüretimi gerçekletirilmitir.Bu çalımada, souk gürültü kaynaını oluturmak amacıyla, sıvı azot içerisineyerletirilen bir yük ile ısıl iletkenlii kötü elektriksel iletkenlii iyi bir iletim hattıtasarım ve yapımı gerçekletirilmitir. Isıl gürültü kaynaının çıkıını odasıcaklıında tutmak amacıyla sıcaklık kontrol ünitesi yapılmıtır. Böylece, ısılgürültü kaynaının bir kısmı sıvı azot sıcaklıı olan 77 K'de bir kısmı ise 296 K'detutulmutur. ki nokta arasında ısıl iletkenliin düük olması salanarak, ısıl gürültükaynaının ısınması geciktirilmitir. Bu ekilde, souk gürültü kaynaının bir saattenuzun süre kullanılması salanmıtır.Gürültü ölçme sistemi olan radyometreyi oluturmak için, sistem giriine uygulanangürültü kaynaını seçen bir anahtar ünitesi, gürültü güç seviyesini yükselten vemikrodalga frekanslarını 30 MHz'e düüren bir adet RF bölümü, 30 MHz'lik gürültüiaretini ileyerek yükselten bir adet IF bölümü tasarlanmı ve üretilmitir.Radyometrenin ortam sıcaklıından etkilenmemesi ve sistemi aynı sıcaklıkta tutmakamacıyla tüm sistemin sıcaklık kontrolü yapılmıtır. Gürültü deerleri bilinen iki adetyarı iletken gürültü kaynaı ile gerçekletirilen testlerde, istenilen performans baarıile elde edilmitir.Anahtar kelimeler: Gürültü, Mikrodalga Gürültü Ölçümü, Isıl Gürültü, GürültüKaynaı, Radyometre, Toplam Güç Radyometre, Gürültü Sıcaklıı.

The random movement of electrons in an electrical conductor is defined aselectrical noise. Electrical noise has major effects on the electrical performance ofthe systems. In this study, it is aimed to define microwave noise signal between 12GHz ? 18 GHz frequency band as well as to measure defined and undefined noiseaccurately. For this reason, a cold (cryogenic) noise source and a microwave noisemeasurement system (radiometer) covering 12 GHz ? 18 GHz frequency band weredesigned and constructed.In order to produce a cold noise source, the design and the production of a load put into liquid nitrogen and a transmission line with good electrical conductivity and poorthermal conductivity were accomplished. A temperature control unit was produced tokeep the thermal noise source output at room temperature. By this way, some part ofthe thermal noise source has been kept at 77 K, the temperature at which nitrogen ispresent in the liquid form, whereas the rest of it at 296 K. Warming of the thermalnoise source was delayed by minimizing the thermal conductivity between these twopoints allowing the use of the cold noise source more than an hour.To set up the radiometer, a switching unit choosing the noise source which producesmicrowave noise input to the system, an RF part increasing the amplitude anddecreasing the microwave frequencies to 30 MHz, an IF part increasing theamplitude of 30 MHz noise signal have been designed and produced. A temperaturecontrol unit has been established so that the radiometer is not affected byenvironmental temperature fluctuations and the system is kept at the sametemperature. A good performance was achieved in the tests which were done byusing two semiconductor noise sources with known noise values.Key words: Noise, Microwave Noise Measurement, Thermal Noise, Noise Source,Radiometer, Total Power Radiometer, Noise Temperature.