Design and construction of a directional coupler in x-band

Abstract

ÖZET BİR YÖNLÜ BAĞLAŞTIRICININ X-BANDINDA TASARIM VE ÜRETİMİ ARSLAN, Anıl Tonguç Yüksek Lisans Tezi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Savaş UÇKUN Eylül, 2003 Bu tez çalışmasında dikdörtgen dalga kılavuzları şeklindeki yönlü bağlaştırıcıların tasarım ve üretim temelleri incelenmiştir. 25 dB bağlaştırma etkeni olan, 30 dB yönlendirme özelliğine sahip, X-bandında 9 GHz frekansında çalışan ve 50 W giriş güç kapasitesi gibi önceden tez danışmanı tararından verilen bağlaştırıcıcı parametreleri ışığında bir yönlü bağlaştırıcının tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Dikdörtgen dalga kılavuzlarının boyutları ise, geniş kenar olan a= 0,9 inç (2,286 cm) ve dar kenar olan b= 0,4 inç (1,016 cm) şekilde verilmiştir. Çalışmadaki asıl amaç teorik olarak hesaplanan bağlaştırıcı parametrelerinin uygulamaya geçirildiğinde verdiği deneysel sonuçların teorik değerlerle karşılaştırılmasıdır. Bunun kadar önemli bir başka konu ise, ülkemizde yönlü bağdaştırıcıların uygulamaya yönelik tasarımlarının ve üretimlerinin muhtemel olduğunu göstermektir. Yönlü bağlaştırıcı konusunu daha iyi vurgulamak açısından, girişi kullanım alanları ve çeşitleri ile yaptıktan hemen sonra dikdörtgen dalga kılavuzları kullanılarak yapılmış bir yönlü bağlaştırıcıdaki alanların biçim düzenleri gibi durumlara değinilmiştir. Ayrıca yönlü bağlaştırıcıların tanıtılması ve çeşitli tasarım metotları ile günümüzde yönlü bağlaştırıcıdaki üzerine yapılan çalışmalara örnekler bu tezde verilmiştir. Anahtar kelimeler: yönlü bağlaştırıcı, Bethe-hole bağlaştırıcı, bağlaştırıcı parametreleri, yırtık (delik) bağlaştırması.

ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF A DmECTIONAL COUPLER IN X- BAND ARSLAN, Anıl Tonguç M. Sc. Thesis in Electrical and Electronics Engineering Department Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Savaş UÇKUN September, 2003 In this thesis, design and construction fundamentals of rectangular waveguide directional couplers are examined. The design and construction process of a rectangular waveguide directional coupler is carried out in the light of specific parameters predetermined by the thesis supervisor, the coupling factor 25 dB, the directivity 30 dB, the operating frequency of 9 GHz in X-Band and the input power handling capability of 50 Watts. The dimensions of the rectangular waveguide are also given, whereby the wide dimension of the rectangular waveguide a is 0.9 inches (2.286 cm) and the narrow dimension of the waveguide b is 0.4 inches (1.016 cm). The main objective of this study is to compare the theoretically calculated directional coupler parameters with the practical experimental results after the construction is carried out. The second objective, which is as important as the first one, is to demonstrate that manufacturing rectangular waveguide directional couplers upon actual applications can be possible in our country. In order to emphasize the importance of directional couplers, the concept of utilizations are given in introduction part. Following these, aperture coupling in waveguides by Bethe's diffraction theory, field patterns inside the coupler, a brief summary of most common four methods, comparison of the methods, method of Bethe-hole directional coupler, steps of designing a Bethe-hole directional coupler, design process, construction, experimental work, discussion and conclusion appear in their proper order. Keywords: Bethe-hole couplers, directional coupler, coupler parameters, aperture coupling vn