Piston zayıflatıcı ile elektromanyetik sinyallerin gücünün düşürülmesi ve ölçeklendirilmesi

Abstract

?P STON ZAYIFLATICI LE ELEKTROMANYET K S NYALLER NGÜCÜNÜN DÜ ÜRÜLMES VE ÖLÇEKLEND R LMES ?CEM HAYIRLIAnahtar kelimeler: Elektromanyetik i aretlerde zayıflatma oranı, elektromanyetikdalga modları, mod filtresi, belirsizlik bile enleri, piston zayıflatıcı.Özet: Zayıflatma oranı de erinin do ru olarak bilinmesi, Radyo Frekans (RF) vemikrodalga devre ve cihazlarının karakterizasyonunun önemli bir parçasıdır. Örne inbir radar sistemindeki devre elemanlarının zayıflatma oranı de erlerinin do rulu u,devre tasarımcısının, vericiden antene iletilen güç miktarını, alıcının gürültükatsayısını ve sistemin bit hata oranını do ru bir ekilde hesaplaması için önemlidir.Di er yandan kalorimetre gibi hassas güç ölçüm sistemlerinde etkin verimlilik[1-3]de erinin bulunması için önemli bir parametre olan iletim hattının do ru bir ekildekarakterizasyonu, yine zayıflatma oranı ölçümlerinin do rulu u için önem kazanır.Metroloji dünyası tarafından kullanılan zayıflatma oranı ölçüm yöntemleri,do ruluklarını, standart olarak kullanılan bir zayıflatıcı üzerinden sa larlar.Kullanılan bu zayıflatıcının standart olarak kabul edilebilmesi için de erinin do rubir ekilde bilinmesi gerekir. Bu zayıflatıcılar arasında piston zayıflatıcı, birincilseviye ara frekans (IF) yerine koyma yönteminde standart olarak kullanılan birzayıflatıcıdır ve de eri zaman ve metre temel birimleri üzerinden sa lanır.Bu tez kapsamında, bir i aret kayna ı ve RF yükselteç kullanılarak üretilen 30 MHzve 1 Watt güç de erine sahip i aret, 20,20 mm çap ve 200 mm uzunlu unda pirinçmalzemeden üretilen silindir dalga kılavuzu içerisine yerle tirilmi verici antene,koaksiyel bir hat ile iletilmi tir. Verici antenden dalga kılavuz içerisine yayılani aret, zayıflayarak dalga kılavuzunun di er ucundaki bir alıcı antene, oradan da yinekoaksiyel hat ile bir dedektöre iletilmi tir. Antenlerden biri sabit tutularak di eri birlineer hareket sistemine monte edilen piston ile dalga kılavuzu içerisinde hareketettirilmi ve farklı mesafelerde dedektörden zayıflatma oranı miktarları okunmu tur.Elde edilen deneysel sonuçlar, antenlerin birbirine yakın oldu u 10 mm'lik mesafedefarklı elektromanyetik modların varlı ından dolayı yüksek ve de i ken zayıflatmaoranları olu tu unu ve bu mesafeden sonra saf TE11 elektromanyetik modununkalarak 70 mm'ye kadar lineer desibel skalanın olu tu unu göstermi tir. 80 mm'densonraki kısımda sızıntı i aretleri ve elektriksel gürültünün, asıl ölçülmek isteneni arete baskın gelerek ölçümüne engel oldu u gözlenmi tir.

?ATTENUATION AND SCALING OF POWER OF ELECTROMAGNETICSIGNALS WITH PISTON ATTENUATOR?CEM HAYIRLIKey words: Attenuation, electromagnetic mode, mode filter, uncertaintycomponents, piston attenuator.Abstract: Knowing attenuation ratio correctly is important part of thecharacterization of RF and microwave circuits and devices. For example, accuracy ofattenuation ratio of circuit components of a radar system is very important for circuitdesigner to calculate the power transmitted from transmitter to antenna, noise figureof receiver and the ratio of bit to error correctly. Moreover, accuracy of theattenuation measurements is critical for determination of the effective efficiencyvalue in a power measurement system such as calorimeter where it is needed toprecisely characterize the transmission line.Attenuation measurement methods used by metrology society acquire their accuracythrough a standard attenuator. In order to be accepted as a standard attenuator, itsvalue must be known precisely. Among these attenuators, piston attenuator is astandard attenuator whose value is obtained from time and meter units and is used inIF substitution method, which is a primary level.In this thesis, a signal with 30 MHz and 1 Watt power value was produced with thehelp of a signal generator and an amplifier. The signal was transmitted to the inputantenna located in a cylinder waveguide made up of brass, with diameter of 20,20mm and length of 200 mm. The signal radiated from the input antenna into thewaveguide was transmitted to an output antenna after attenuated by the waveguideand reached to a detector via a coaxial line. The input antenna was moved in thewaveguide by a piston fixed on a linear motion system while the output antenna wasfixed on the other end of the waveguide. Then, the attenuation ratio values wererecorded at different distances of antennas. Experimental results demonstrated thathigh and variable attenuation ratios take place at antenna distances up to 10 mm dueto the existence of different electromagnetic modes. Furthermore, linear decibel scaleis obtained between 10 mm and 80 mm tanks to pure TE11 mode. At antennadistances higher than 80 mm, it was observed that leakage current and electricalnoise dominated the signal that was tried to be measured