X band uygulamaları için dielektrik rezonatörlü osilatör

Abstract

Dielektrik rezonatörlü osilatörler günümüzde harp elektroniğinde, radar sistemlerinde, izleme sistemlerinde ve çeşitli haberleşme sistemlerinde geniş kullanım alanı bulmaktadır. Bu ürünler hem ticari hem de askeri sektörlerde yerlerini almış, binlerce dolar mertebesine varabilen ticari değer taşıyan ürünlerdir. Dielektrik rezonatörlü osilatörler, rezonatörün yüksek değer katsayısı nedeniyle ortaya çıkan düşük faz gürültüleri, küçük hacimleri, sıcaklığa karşı frekans kararlılıkları, diğer devreler ile kolay bütünleşebilmeleri, basit yapıları ve dayanıklılıkları nedeniyle tercih edilmektedirler. Osilatör devresinde; bir dielektrik rezonatör, aktif eleman olarak yüksek elektron hareket yetenekli transistör ve çeşitli pasif devre elemanları kullanılmıştır. Gerçekleme konusunda öngörüleri artırabilmek amacıyla, yüksek frekans uygulamalarında başarılı sonuçlar üretebilen bir yazılım olan Mikrodalga Ofis kullanılmıştır. Mikrodalga Ofis; şematik özelliği ile elektromanyetik yapıları, yazılımın gelişmiş model desteği ile tasarlanmasına ve devre kartlarının hazırlanmasına olanak sağlayan bir tasarım programıdır. Bu doğrultuda; 7.7 GHz mertebesinde çalışabilen, seri geri beslemeli yapıda bir dielektrik rezonatörlü osilatör tasarlanmıştır. Tez raporu altı bölüm halinde yazılmıştır. Birinci bölüm, tasarlanan osilatörün kullanılacağı cihaz olan radyolink sistemlerinin, temel yüksek frekans ilkelerinin, çeşitli rezonatör ve osilatör yapılarının tanıtıldığı bölümdür. İkinci bölümde osilatörün temel bileşeni olan dielektrik rezonatörün özellikleri irdelenmiştir. Üçüncü bölümde osilatörün aktif bileşeni olan yüksek elektron hareket yetenekli transistör yapısının özellikleri verilmiştir. Dördüncü bölümde yüksek frekans tasarım ortamlarından biri olan Mikrodalga Ofis programı tanıtılmıştır. Beşinci bölümde osilatör tasarımı adım adım açıklanmış ve son bölümde elde edilen sonuçlar verilmiştir. Ek bölümlerde kullanılan elemanların katalog bilgilerine yer verilmiştir.

Dielectric Resonator Oscillators are used widely today?s electronic warfare systems, missile, radar and communication systems. They find use both in military and commercial applications. The DROs are characterized by low phase noise because of high quality factor of dielectric resonator, compact size, frequency stability with temperature, ease integration with other hybrid MIC circuitries, simple construction and the ability to with stand harsh environments. These characteristics make DROs a natural choice both for fundamental oscillators and as the source for oscillators that are phase-locked to reference frequencies, such as crystal oscillators. Oscillator circuit includes one dielectric resonator and an high electron mobility transistor as active element and several passive elements. To achieve implementation of DRO successfully, design software which can produce very successful results named Microwaves Office has been used. Microwave Office software enables you to design circuits composed of schematics and electromagnetic (EM) structures from an extensive electrical model database, and then generate layout representations of these designs. By this way, a DRO which has process frequency 7.7 GHz with series feedback will be designed. Thesis report has been written in six parts. In first part, radio link systems and basic high frequency principles have been introduced to reader. In second part, the main component of oscillator that is dielectric resonator has been introduced and advantages over the other resonators have been revealed. In part three, we will have a look at the active element of the oscillator that is high electron mobility transistor and its counterparts. In part four, high frequency design platform Microwave Office that used for design of DRO, has been introduced. In following part the DRO will be designed step by step and in last part results explained. Also datasheets of active element and resonator added to the end of the report.