İndüktif ve kapasitif yüklemeli düzlemsel yapılar kullanılarak ayarlanabilir mikrodalga çoğullayıcı tasarımı

Abstract

Son yıllarda mobil iletişim sistemlerinde artan gelişmeler kompakt ve yüksek seçiciliğe sahip çoğullayıcı ihtiyacının artmasına neden olmuştur. Kanal ayırıcı ve birleştirici olarak kullanılan çoğullayıcılar birçok iletişim ve radar sistemlerinde geniş frekans bandlarının farklı frekanslardaki birçok sinyal bandına dönüşmesini sağlaması ya da tam tersi işlemleri gerçekleştirilebilmesi sebebiyle oldukça önemli rol oynamaktadırlar. Radar ve kablosuz iletişim sistemlerinde çoklu frekans bandlarının ayrışımı ve birleşimi oldukça önemlidir, çünkü bu durum çok modlu – çok fonksiyonlu işlemlerin eş zamanlı olarak gerçekleştirilmesini ve tek bir anten paylaşımını mümkün kılmaktadır. Tez çalışmasında indüktif ve kapasitif elamanlar eklemek suretiyle elektronik olarak ayarlanabilen mikrodalga çoğullayıcı tasarımı gerçekleştirilmektedir. Çoğullayıcılar geniş frekans bandlarının farklı frekanslardaki birçok sinyal bandına dönüşümünü genellikle band geçiren filtreler aracılığıyla gerçekleştirmeleri nedeniyle çalışmada düzlemsel yapılar kullanılarak tasarlanan çoğullayıcı devresi için öncelikle band geçiren filtre devrelerinin konfigürasyonları incelenmiş ve ayrıca teorik ve deneysel çalışmalar ile desteklenmiştir. Düzlemsel yapılar baskı devre teknolojileri ile kolayca üretilebilmeleri, düşük maliyetli, az kayıplı olmaları ve diğer sistemlere kolayca entegre edilebilmeleri gibi sebepler ile giderek daha popüler hale gelmektedir Bu nedenle çalışmada düzlemsel yapılar kullanılarak elde edilen çoğullayıcı devreler de kablosuz iletişim sistemleri uygulamalarında oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Bu durumda kanal sayısına bağlı olarak kullanılacak olan filtre sayısının artmış olması sebebiyle çoğullayıcı devre konfigürasyonlarının ve teorik sentezleme işlemlerinin de kompleksliğinin arttığı görülmüştür. Aynı zamanda önerilen çalışmada çoğullayıcı devrelerinin indüktif ya da kapasitif elemanlar eklemek suretiyle elektronik olarak ayarlanabilir duruma getirilmesi frekans bandlarının ayarlanmasında esnek bir durumun yaratılmasına ve hassas frekans bandı ayarlamalarının da yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Sonuç olarak, kuplaj matrisi sentez metoduyla elde edilen teorik sonuçlar, vektör network analizörle ölçümü yapılan baskı devre teknolojisiyle RT/Duroid taban üzerinde imal edilen devrelerin performansları ve tam dalga elektromanyetik simülatörde gerçekleştirilen simülasyon sonuçlarının karşılaştırılmasıyla devrelerin geçerliliği gözlemlenmiştir. Sonuçlar arasında iyi bir uyum sağlanmıştır.

In recent years, increasing developments in mobile communication systems have lead to need for compact and highly selective multiplexer. Multiplexers, which are used as channel separators and combiners, play a very important role in many communication and radar systems since they can divide large frequency bands into many signal bands at different frequencies or vice versa. The separation and combination of multiple frequency bands in radar and wireless communication systems is quite important because it enables simultaneous multi-mode and multi-functional operations and sharing of a single antenna. Microwave multiplexer design which can be adjusted electronically by adding inductive and capacitive elements is realized in the thesis study. Generally, the multiplexers perform the separation wide frequency bands into different signal bands through bandpass filters. Therefore, the configuration of the bandpass filter circuits constructed using planar structures for the multiplexer circuit designed using planar structures was investigated and also supported by theoretical and experimental studies in this paper. Planar structures are becoming increasingly popular with print circuit technologies, such as being easy to measurement, low cost, low loss, and being easily integrated with other systems. For this reason, the multiplexer circuits obtained by using planar structures in this study have a very important role in the applications of wireless communication systems. In this case, the complexity of the multiplexer circuit configurations and the theoretical synthesis process is increased because the number of filters to be used depends on the number of channels. Also, the multiplexer circuits are adjusted electronically by adding the inductive capacitive elements. This allows the generation of a flexible state in the adjustment of the frequency bands and the possibility of making precise frequency band adjustments. As a result, the validity of the circuits was observed by comparing with the theoretical results obtained with the help of coupling matrix synthesis method, the performance of the circuits manufactured on the RT / Duroid with the printed circuit technology measured by the vector network analyzer and the simulations by electromagnetic simulation program. The results are in very good agreement.