Design and implementation of VHF-UHF antenna with non-foster matching circuit
VHF-UHF bandında bir antenin ve foster olmayan uyumlama devresinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
- Tez No: 518489
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Uyumlandırma devreleri anten alıcı ve verici devrelerinde sıklıkla kullanılmaktadır ve RF sistemlerinin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Pasif uyumlandırma devreleri genellikle antenlerin dar bir frekans bandında uyumlandırılabilmesi için sıkça kullanılan bir yöntemdir. Fakat, elektriksel olarak küçük antenler için geniş bant karakteristiği elde etmek pasif uyumlandırma devreleri ile mümkün olmamaktadır. Küçük antenler giriş empedanslarında yüksek reaktans bulundururlar ve anten elemanının elektriksel boyutu çalışma frekansına karşılık gelen dalgaboyuna göre çok küçüktür. Foster olmayan uyumlandırma devreleri pasif uyumlandırma devrelerinin ve küçük antenlerin elektriksel boyutlarından kaynaklanan problemleri çözebilmektedir. Bu tez negatif empedans dönüştürücüleri ile gerçeklenmiş Foster olmayan uyumlandırma devrelerinin tasarım ve uygulanmasını içermektedir. Foster olmayan uyumlandırma anten empedansının reaktif kısmını azaltarak ve bunun sonucunda kazanç-bant genişliği kısıtlamasını aşarak antenin geniş bantta çalışmasına olanak sağlamaktır. Foster olmayan uyumlandırma devresi bir VHF/UHF bandında, bir tek kutuplu küçük tel anten için tasarlanmıştır. Devre performansı 100 MHz ile 900 MHz bandı arasında farklı giriş güç seviyelerine göre incelenmiştir. Tasarlanan bu uyumlama devresi en fazla 600 MHz'e kadar bir bantta empedans uyumlaması gerçekleştirebilmektedir. 100 MHz ile 900 MHz arasında, giriş empedansının reaktif kısmının büyük ölçüde azaltıldığı gözlemlenmiştir. Geri dönüş kaybı ve anten empedansının iyileştirilmesinin yanı sıra, Foster olmayan uyumlandırma devresi anten kazancını da geliştirmektedir. Kazanç ölçümleri 150 ile 500 MHz arasında alınmış olup, kazançta 5 ile 12dB arasında gelişme kaydedilmiştir. Ayrıca, karşılaştırmalı bir çalışma olması açısından, Foster olmayan uyumlandırma devresinin yanı sıra, fiziksel büyüklüğü farklı olan başka bir tek kutuplu reaktif yüklü anten genetik algoritma (GA) kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan üç farklı tasarım arasından üçüncüsünde, 200 MHz ile 430 MHz arasında -10 dB'den daha iyi anten kazancı elde edilmiştir. İki anten tasarımının bant genişliği yaklaşık olarak 200 MHz ölçülürken, diğer üçüncü tasarlanan anten ise yaklaşık 290 MHz bant genişliğine sahiptir.
Özet (Çeviri)
Matching networks are widely used in the antenna transmitter and receiver applications and thus they are an essential part of the RF system. Conventional passive matching networks are very broadly used for matching an antenna for a narrow band of frequencies; however, achieving a broad bandwidth characteristics for electrically-small antennas (ESAs) is not possible with the use of passive matching circuits. ESAs possess a large input reactance and the electrical size of the antenna element is very small compared to the wavelength of operation. Non-Foster matching networks can overcome the limitations of passive matching networks and the problems due to electrical size of ESAs. The design and implementation of non-Foster matching networks realized by transistor negative impedance converters is presented in this thesis. Non-Foster matching provides a reactive cancellation in the antenna impedance, and thus, overcoming the gain-bandwidth limitation accomplishes a broadband operation. The non-Foster matching network is designed for an electrically-small monopole antenna in the VHF/UHF band. The overall performance is evaluated between 100 MHz and 900 MHz for different input power levels. The designed non-Foster circuit can provide impedance matching up to a bandwidth of 600 MHz. Between 100 MHz and 900 MHz, it is observed that the imaginary part of the input impedance has been significantly reduced. The designed non-Foster circuit provides improvement not only for return loss but also antenna gain. The gain measurements are taken in between 150 MHz and 500 MHz where 5 to 12 dB gain improvement is recorded. In addition to the non-Foster matching, a reactively-loaded monopole antenna whose physical dimensions are different is also designed using a genetic algorithm (GA) as a comparative study. Among three different reactive loading designs, for the third design for the thin monopole antenna, an antenna gain better than -10 dB is obtained in between 200 MHz and 430 MHz. Two reactively-loaded antenna designs have roughly 200 MHz bandwidth and for one other antenna design, 290 MHz bandwidth is achieved.
Benzer Tezler
- Yüksek dinamik aralıklı, Si-Ge tranzistorlu, 8-11GHz simetrik sürümlü B sınıfı kuvvetlendirici tasarımı
High dynamic range 8-11GHz push-pull class B amplifier with SiGe transistor technology
HİLAL HİLYE CANBEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜRVET KIRCI
- Design and implementation of a VHF/UHF front-end using tunable dual band filters
Ayarlanabilir çift bantlı süzgeçler kullanılarak VHF/UHF ön-uç tasarımı ve uygulaması
FATİH ALACA
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVZAT YILDIRIM
- Low cost and flexible terminal node controller design
Düşük maliyetli ve esnek terminal düğüm denetleyicisi tasarımı
YUSUF ELŞEYH VEYS
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERKAN ÖZBAY
- Zamanla değişen kanalların kestirimi ve uyarlamalı kodlama
The Estimation of time varying channels and adaptive coding
CÜNEYT DELİKTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT AYGÖLÜ
- Design and implementation of a broadband I-Q vector modulator and a feedforward linearizer for V/UHF band
V/UHF bandı için genişbantlı I-Q vektör modülator ve ileri besleme doğrusallaştırma yöntemi tasarımı ve gerçeklenmesi
AYŞE ÜNLÜ ÖZKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR