amt1

8/15/2019 amt1

http://slidepdf.com/reader/full/amt1 1/12

1

ANTENLER VE MİKRODALGA TEKNOLOJİSİ Alper

8/15/2019 amt1


2


MERSİN ÜNİVERSİTESİ MERSİN MESLEK YÜKSEKOKULU

TEKNİK PROGRAMLAR BÖLÜMÜELEKTRONİK HABERLEŞME PROGRAMI

ANTENLER VE MİKRODALGA TEKNOLOJİSİ DERSİ IV. YARIYIL DERS PLANI

YARIYIL DERSKODU

DERS ADI TEORİ PRATİK KREDİ

IV. HAB230 Antenler veMikrodalgaTeknolojisi

3 1 4

Hafta Teorik Konular Pratik Konular 1 İletim Ortamlar ı ile ilgili kavramlar (Zayıflama , distorsiyon,

dispersiyon,interference, crosstalk ,gürültü )2 Kılavuzlu (Telli-kablolu ) İletim Ortamlar ı (Açık kablo

,burgulu (UTP) kablo çeşitleri ,koax kablo, fiberoptikkablo),

3 Kılavuzsuz (Telsiz-kablosuz ) İletim Ortamlar ı (Karasalmikrodalgalar , uydu ve telsiz iletişimi)

4 Karakteristik Empedans , Empedans Uygunlaştırma ,Duran Dalga Oranı , Yansıma katsayısı

DDOHesaplar ı

5 Anten Çeşitleri (Dipol anten , Marconi anteni, Yagi-Uda Anteni, Anten trap’leri )

AntenHesaplar ı

6 Mikrodalga Kılavuzlar ı , Mikrodalga zayıflatıcılar , uygunyük, kısa devre plakası

Zayıflatıcı Deneyi

7 Kavite rezonatörleri , sürgülü vida ayarlayıcılar Kavite deneyi

8 VİZE VİZE

9 Komplex sayılar, rectangular/polar dönüşümleri , hatparametrelerine (R,L,G,C) bağlı karakteristik empedans,

propogasyon sabiti (zayıflama sabiti , faz sabiti) ,admitans hesaplar ı

HesapMakinası ile

hızlı dönüşümler

10 Smith Chart ile Mikrodalga problemlerinin Çözümü Smith ChartUygulamalar ı

11 Yar ıklı (Oluklu) ölçü hattı , kristal dedektör, DDO Ölçümü

12 Korna Anteni , Parabolik Anten Işıma ve 3 dBaçıklık Ölçümü

13 Yöneltilmiş ölçü dedektörü , Sirkülatör

14 Konu Tekrar ı

8/15/2019 amt1


3


ANTENLER GİRİŞ KONULARI

1 Temel Kavramlar

1.1 TRANSMİSYON (İLETİM )HATLARI

Elektromagnetik enerjiyi almakta ya da göndermekte kullanılan hatlara transmisyon(iletim) hatlar ı denir.İletim hatlar ı 2’ ye ayr ılır.

1. Dengeli (Balanced) hat:Dengeli Hatta; bir gidiş teli, bir dönüş teli vardır. Giden ve gelen tel bir kabloiçerisindedir.Dengeli hatlar ın özelliği topraklama istemez.

2. Dengesiz (Unbalanced) hatDengesiz Hat; Dönüş hattı toprak olan kablodur.Koaksiyel kablolar dengesizhatlara örnektir.Dengesiz hattın özelliği topraklama gerektirmesidirKoaksiyel kablolar100 Mhz ile 900 Mhz arasında kullanılırlar Frekansın1 GHz’ i geçmesi durumunda mikro dalga elemanlar kullanılır.

1.1 Karakteristik Empedans (Zo)

Sonsuz uzunlukta kabul edilen bir hattın başından ölçülen empedans değerinekarakteristik empedans denir .Karakteristik empedans hattın fiziksel parametrelerinebağlıdır. Bu fiziksel parametreleri elektriksel büyüklüklerle ifade etmek mümkündür.

Karakteristik empedansı hat parametrelerine bağlı olarak bulmak için iki formülkullanılabilir.

Çalışma frekansı 100 MHz’ den küçük ise yaklaşık karakteristik empedans ;

C jG

L j R Z

ω

ω

+

+=0

Çalışma frekansı 100 MHz’ den büyük ise yaklaşık karakteristik empedans;

C L Z =0

BÖLÜM 1

8/15/2019 amt1


4


1.1.1 Koaxiyel kablonun karakteristik empedansı

Koaxiyel kablo

d

D Z log1380 =

Burda : D :Dış örgü çapı (inch)d:İç iletken çapı(inch)

1.1.2 Paralel iki telli kablonun karakteristik empedansı

Paralel iki telli kablo

D

S Z

2log2760 =

Burda : S iki iletken çapı arasındaki mesafe (inch)D: Bir iletkenin çapı (inch) (1 inch=2,52 cm)

Koaxnüvesi

Nüve kaplamasiplastik

Dis örgü kaplama

D d

8/15/2019 amt1


5


1.1.3 Empedans UygunlaştırmaKaynak taraf ından hatta verilen radyo frekans enerjisinin yüke tam olarak

aktar ılabilmesi için kaynak empedansının karakteristik empedansa, karakteristikempedansın da yük empedansına eşit olması gereklidir. (ZS=Z0=ZL olmalıdır.) Buşartın sağlandığı duruma empedans uygunlaştırma denilir. Empedans uygunluğununsağlanamadığı durumlarda yüke gönderilen enerjinin bir kısmı geri yansır.Geriyansıyan dalgalar , yüke doğru giden dalgalarla etkileşerek hat üzerinde durandalgalar oluştururlar.Yansımanın fazla olması durumunda kaynak zarar görür ya dayanar.

Empedans uygunluğu için karakteristik empedans yük empedansına eşit olmalıdır

K o a x

SinyalKaynagi

ZSKaynakDirenci

ZLYük

Direnci

Z0KarakteristikEmpedans

Koaxiyelkablo

8/15/2019 amt1


6


1.1.4 Duran Dalga Oranı Duran dalga oranı (SWR) , hatta verilen RF (radio frekans) enerjisi nin ne

kadarlık kısmının yüke aktar ıldığının ölçüsüdür. Duran dalga oran değeri 1 ile sonsuzarasında değişir.

Duran dalga oranının 1 olduğu durum geri yansımanın olmadığı idealdurumdur. Pratikte Duran Dalga Oranının 2 den küçük olması gereklidir. En çokkar şılaşılan durum Duran Dalga Oranının 1,3 olduğu durumdur.

EmaxEmin

2

λ

Hat üzerinde duran dalgalar

Duran Dalga oranı ile ilgili formüller aşağıda verilmiştir.

min

max

min

max

I

I

E

E SWR ==

Eğer yük empedansı ZL ve karakteristik empedans Z0 reel ise

0 Z

Z SWR L

= ( ZL>Z0 İçin)

L Z

Z SWR 0

= (Z0>ZL için)

8/15/2019 amt1


7


i

r

i

r

P

P

P

P

DDOSWR

−

+

=

1

1)(

BurdaPr :Yansıyan gücPi:Yüke giden güçtür.

% olarak yansı

yan güc ve duran dalga ilişkisi aşağı

daki tabloda verilmiştir.% Yansıyan Güç (W) DDO

0 11 1,2222222 1,3294313 1,418984 1,55 1,576014

10 1,92495115 2,26423120 2,61803440 4,44151850 5,82842760 7,872983

8/15/2019 amt1


8


1.1.5 Yansıma Katsayısı Hat üzerinde yansıyan voltajın gelen voltaja oranına yansıma katsayısı denir.Yansıma katsayısı 0 ile 1 arasında değişir.Yansıma katsayısının 0 olduğu durum SWR=1 olduğu duruma yani duran dalganınolmadığı duruma kar şılık gelir.Yansıma katsayısının 1 olduğu durum hattın sonunun kısa devre ya da açık devreolduğu duruma kar şılık gelir.

Yansıma katsayısı ile ilgili formüller aşağıda verilmiştir.

i

r

V V R =

Burda ; R: Yansıma Katsayısı Vr :Yansıyan voltajVi:Yüke giden voltaj

0

0

Z Z

Z Z R

L

L

+

−=

1

1

+

−=SWR

SWR R

minmax

minmax

V V

V V R

+

−=

R

RSWR

−

+=1

1

i

r

P

P R =

i

r

P

P R =

2

8/15/2019 amt1


9


1.1.6 Çeyrek Dalga Dönüştürücü

Hat empedansı ve yük empedansının reel olduğu durumlarda bu empedanslar ı

eşleştirmek için λ/4 uzunluğunda 00 *' Z Z Z L= empedansına sahip başka bir koax

kablo araya konur.

Çeyrek dalga dönüştürücü

1.1.7 Hız Faktörü

Elektromagnetik dalga boşlukta ışık hızı ile ilerler ve bu durum v=c şeklinde ifadeedilir.Elektromagnetik dalganın iletileceği ortam koaksiyel kablo ya da metal ortam isedalga ışık hızından daha yavaş hızla ilerler. Yeni hız v= k*c şeklinde ifade edilir.Burdaki k sabiti 1 den küçük bir sayıdır ve hız faktörü olarak isimlendirilir.Hız faktörüne bağlı olarak dalga boyu formülü aşağıdaki şekilde ifade edilir.

f

ck *=λ

ZLZ0

Z0’

4λ

8/15/2019 amt1


10


_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ÖÖRRNNEEKK:: 3 MHz de çalışan bir SSB telsiz 400 W çıkış gücüne sahiptir.Bu telsizkarakteristik empedansı 50 ohm olan , 10 metre uzunluğunda bir koax kablo ile 73ohmluk bir antene bağlanmaktadır .

a. Kablo boyunu dalga boyu cinsinden bulunuz.b. Duran dalga oranını bulunuz.c. Yansıma katsayısını bulunuz.d. Yansıyan ve yükte harcanan güc ne kadardır? Gelen gücün yüzde kaçı geri

yansıtılır , yüzde kaçı yükde harcanır?e. Anten ve kablo empedansını uygunlaştırmak amacıyla kullanılacak olan

çeyrek dalga boyundaki dönüştürücünün karakteristik empedansını bulunuz.

f. Çeyrek dalga boyundaki dönüştürücünün boyunu bulunuz.CÖZÜM

Koaxkablo

Anten

Anten

Dipol Anten

SSBVERICIALICI

8/15/2019 amt1


11


Verilenlerf=3MHzPout=400WZ0=50 ohmZL=73 ohml=10 m

İstenena)l=?λ b)SWR=?c)R=?

d) Pref =?Pyük=?

e)Z0’=?F)d1=?

Çözüm:a)

m f

ck 100

3

300*===λ

100 metre =1 λ 10 metre=0.1λ

b)

46.150

73

0

=== Z

Z SWR

L

c) 186.0

123

23

5073

5073

0

0==

+

−=

+

−=

Z Z

Z Z R

L

L

d) 2 R

P

P

in

ref =

Pref =Pin*R2

Pref =400*0.034

Pref =13.98 W=14 W

Pref =14 W

Pyük=400-14=386 W

400W da 13.98W yansırsa100 W da 3.495W yansır.

% yansıyan güç

4.3100*100* 2== R

P

P

in

ref

Yansıyan güç yüzdesi=%3.495

e) Ω== 4.6073*50'0

Z

f)

m254 =

λ

l1=0.1λ

Z0’=60.4 ohm

R=0.186

8/15/2019 amt1


12


i

r

i

r

P

P

P

P

DDOSWR

−

+

=

1

1)(

Documents

amt1