Design of RF frontend and antenna for satellite communications
Uydu haberleşmesi için anten ve RF ön uç devre tasarımı
- Tez No: 816175
- Danışmanlar: PROF. DR. DUYGUN EROL BARKANA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Düşük gürültülü yükselteç, Frekans çeviriciler, Parabolik anten, Low noise amplifier, Frequency converters, Parabolic antenna
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Uydu haberleşme iletişimi, sunduğu geniş kullanım senaryoları nedeniyle vazgeçilmez bir teknolojidir ve bu iletişimde çok çeşitli çalışma frekans bantları kullanılır. Uydu ile haberleşmede yer istasyonları tasarımında genellikle S, C, X, Ku, Ka gibi frekans bantları tercih edilir. Bu tez çalışmasında X-bant frekans bandında, dairesel polarizasyona sahip bir anten, yüksek kazanç değerine sahip düşük gürültülü yükselteç ve düşük görüntü bastırma değerine sahip frekans aşağı çevirici tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Yer istasyonu tasarımları, kullanım durumu ve G/T değerine göre büyük çaplı yansıtıcı anten sistemine ihtiyaç duyar. Bu tasarımda 7.3 m çapa sahip bir yer istasyonu için elektromanyetik açıdan takip sinyalini oluşturabilecek özellikte X-bant besleme anteni, alınacak sinyalin gürültü değerini çok az değiştirip yüksek kazanca sahip düşük gürültülü yükseltece ve yüksek frekansa sahip sinyali IF frekans bandına, sinyal kalitesini bozmadan düşürecek frekans aşağı çevirici alt sistemleri tasarlanmıştır. X-bant besleme anteni, septum polarizör, dörtlü takip anteni ve oluklu antenden oluşmaktadır. Besleme anteni kazancı bant boyunca ±0.3 dB değişimle 19.3 dBi'nin üzerindedir. Empedans uyumu S11 -15 dB den azdır. İlk olarak septum polarizör yapısı tasarlanmıştır. Anten kazancını artırmak için oluklu anten yapısı oluşturularak septum polarizör yapısı ile birleştirilmiştir. İstenen anten açıklığı sağlandığında takip özelliğine sahip uygun ölçülerde dörtlü anten yapısı sisteme eklenmiştir. X-Bant besleme anten CNC de Alüminyum malzemeden parçalar halinde üretililip alodin kaplama yapılmıştır. Yer istasyonu sisteminde diğer alt birim olan düşük gürültü yükselteç 4 katlı olarak tasarlanmıştır. İlk iki katında transistor kullanılarak tasarımı yapılmıştır ve düşük gürültü değeri bu şekilde garanti altına alınmış olup son iki katında ise yükselteç kullanılarak hem kazancı hem de çıkış P1dB değerinin sağlanması hedeflenmiştir. Düşük gürültülü yükseltecin kazancı 50 dB'nin üzeri, gürültü değeri 0.7 dB'nin altında ve giriş ve çıkış empedans uyumu -15 dB den azdır. Sistemde düşük gürültülü yükselteçten sonraki alt sistem ise frekans aşağı çevirici birimidir. Frekans aşağı çeviricide tek çevrimi superheterodyne yapısı kullanılarak tasarım yapılmıştır. X-bant frekansında gelen RF sinyali, 720 MHz merkez frekansında 400 MHz bant genişliğine sahip IF sinyal çıkışı veren bir tasarıma sahiptir. Sonuç olarak, geliştirilen alt sistem yapıları yer istasyonlarında kullanılmaya uygundur.
Özet (Çeviri)
Satellite communication is an indispensable technology due to its wide range of applications and usage scenarios. Frequent bands such as S, C, X, Ku, and Ka are typically preferred in the design of ground stations for satellite communication. This dissertation aims to design an antenna with circular polarization in the X-band frequency range, a low-noise amplifier with high gain, and a frequency downconverter with low image rejection. Ground station designs require large-scale reflective antenna systems based on the usage scenario and the G/T value. In this design, subsystems including an X-band feed antenna capable of generating the tracking signal from an electromagnetic perspective for a ground station with a diameter of 7.3 meters, a low-noise amplifier with high gain that minimally alters the noise value of the received signal, and a frequency downconverter that downconverts the high-frequency signal to the IF frequency band without compromising signal quality were designed. The X-band feed antenna consists of a septum polarizer, a quadruple tracking antenna, and a corrugated antenna. The feed antenna achieves a gain above 19.3 dBi with a variation of ±0.3 dB across the band. The impedance match (S11) is less than -15 dB. First, the septum polarizer structure was designed. A corrugated antenna structure was created and combined with the septum polarizer structure to increase antenna gain. Once the desired antenna aperture was achieved, a quadruple antenna structure with tracking capability and suitable dimensions was added to the system. Another subsystem in the ground station system is the low-noise amplifier, which is designed with four stages. The first two stages were designed using transistors to ensure low noise performance. In comparison, the final two stages were designed using amplifiers to achieve both gain and the desired output P1dB value. The low-noise amplifier has a gain exceeding 50 dB, a noise value below 0.7 dB, and input and output impedance match below -15 dB. The subsequent subsystem in the system is the frequency downconverter unit. The frequency downconverter was designed using a single-conversion superheterodyne architecture. The RF signal received at the X-band frequency is designed to provide an IF signal output with a center frequency of 720 MHz and a bandwidth of 400 MHz. In conclusion, the developed subsystem structures are suitable for use in ground stations.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Küçük Yamanlar tepesi örneğinde kent yakın çevresinde rekreasyon alanı düzenleme projesi
Başlık çevirisi yok
NİHAN BULGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN