Yüksek güçlü radarlarda kullanılacakalıcı koruyucu birimi tasarımı
Design of a receiver protector unit for use in high-power radars
- Tez No: 997617
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAYRULLAH YILDIZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Darbeli doppler radarı, Mikrodalga frekans, Orta büyükle güç, PIN diyot, Ultra geniş bant, İşaret alıcıları, Pulsed doppler radar, microwave frequence, Middle power, PIN diode, Ultrawide-band, Signal receiver
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Başkent Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Radar sistemleri, elektromanyetik dalgalar göndererek hedeften yansıyan sinyallerden mesafe, hız ve açı gibi parametreleri çıkarabilen ve sivil ile askeri alanlarda yaygın olarak kullanılan sistemlerdir; ancak yüksek güçlü sinyaller, yakın mesafe yansımaları ve jammer kaynaklı karıştırmalar, radar alıcı kanallarını etkisiz hale getirebilmektedir. Alıcı kanalları, hassas devre elemanlarını korumak için hızlı tepki süresine, yüksek güç dayanımına ve hassasiyet zaman kontrolüne (Sensitivity Time Control, STC) sahip alıcı koruma birimlerine ihtiyaç duymaktadır. Bu tezde, yüksek hassasiyetli mikrodalga alıcıların ön uç koruması için geliştirilen çok kademeli, dalga kılavuzu tabanlı bir alıcı koruyucunun tasarımı, gerçekleştirilmesi ve deneysel doğrulaması sunulmaktadır. Yapı, düşük güçlü koşullarda 0.9 dB araya girme kaybı (insertion loss) sergileyerek sinyal bozulmasını en aza indirmektedir. Dalga kılavuzu içine yerleştirilen bir diyot elemanının iletime geçmesiyle sınırlayıcı, 50 dB'in üzerinde zayıflatma sağlamaktadır. Ayrıca, uygulanan bias gerilimi aracılığıyla zayıflatma seviyesi kontrol edilebilmekte ve bu sayede hassasiyet zaman kontrolü (STC) işlevi sağlanmaktadır. Diyot, dikey hizalanmış ince bir metal çubuğun altına monte edilmiştir ve mekanik konumu ayarlanabilmektedir. Bu sayede 2.7 GHz ile 3.5 GHz arasında frekans ayarlanabilirliği elde edilmekte ve 800 MHz'e kadar ayarlanabilir bant genişliği sağlanmaktadır. Ayarlanmış merkez frekansta, cihaz 50 dB'in üzerinde izolasyon (|S_21 |<-50 dB) sağlamakta; izolasyonun 30 dB'in üzerinde kaldığı bant genişliği ise 200 MHz'i aşmaktadır. 2.4 kW'a kadar giriş gücüyle gerçekleştirilen yüksek güçlü darbe testleri, 30 dB'nin üzerinde izolasyonun korunduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, sınırlayıcının şiddetli elektromanyetik koşullar altında mikrodalga alıcı ön uçlarını korumadaki sağlamlığını ve etkinliğini ortaya koymaktadır. Literatürde bulunan çalışmalar ([1]-[6]) bu özelliklerin sadece bir kısmını rapor ederken, bu çalışma, tüm özelliklerin tek bir S-band dalga kılavuzu PIN diyot sınırlayıcı içinde sağlandığını göstermekte olup; düşük kayıp, geniş bant izolasyon, frekans ayarlanabilirliği, STC yeteneği ve kW sınıfı dayanıklılığı aynı anda sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Radar systems are widely used in both civilian and military applications to extract parameters such as range, velocity, and angle from signals reflected by targets after transmitting electromagnetic waves; however, high-power signals, close-range reflections, and jammer-induced interference can render radar receiver channels ineffective. To protect sensitive circuit components, receiver channels require receiver protection units with fast response time, high power handling capability, and Sensitivity Time Control (STC). In this thesis, the design, implementation, and experimental validation of a multi-stage, waveguide-based receiver protector developed for front-end protection of high-sensitivity microwave receivers are presented. Under low-power conditions, the structure exhibits an insertion loss of 0.9 dB, minimizing signal distortion. When a diode element placed inside the waveguide is driven into conduction, the limiter provides more than 50 dB of attenuation. In addition, the attenuation level can be controlled via the applied bias voltage, thereby enabling Sensitivity Time Control (STC) functionality. The diode is mounted beneath a vertically aligned thin metal rod whose mechanical position is adjustable. This configuration enables frequency tunability between 2.7 GHz and 3.5 GHz and provides an adjustable bandwidth of up to 800 MHz. At the tuned center frequency, the device achieves isolation greater than 50 dB (|S₍₂₁₎| < −50 dB), while the bandwidth over which the isolation remains above 30 dB exceeds 200 MHz. High-power pulsed tests conducted with input power levels up to 2.4 kW demonstrate that isolation above 30 dB is maintained. These results demonstrate the robustness and effectiveness of the limiter in protecting microwave receiver front ends under severe electromagnetic conditions. While studies reported in the literature ([1]–[6]) address only a subset of these characteristics, this work demonstrates that all of them are achieved within a single S-band waveguide PIN diode limiter, simultaneously providing low loss, wideband isolation, frequency tunability, STC capability, and kilowatt-class power handling.
Benzer Tezler
- Parabolic cylindrical reflector antenna design forcubesat insar and effects of antenna phase errorson InSAR measurements
Küp uydu ınsar için parabolik silindirik reflektöranten tasarımı ve anten faz hatalarının InSAR ölçümleriüzerindeki etkileri
EDA TAŞCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- UHF (aşırı yüksek frekans) bandında yere nüfuz eden radar uygulamaları için geniş bantlı anten tasarımı
Design of broadband antennas in UHF (ultra-high frequency) band for gpr (ground penetrating radar) applications
HAKAN ŞENGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİRSEN SAKA TANATAR
- KD kanalında genişbant haberleşme teknikleri
Wideband communication techniques in the HF channel
ÖMER ÖZDİL
Doktora
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENK TOKER
- X-band high power solid state RF switch
X-bant yüksek güçlü katı hal RF anahtar
KUTLAY GÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞİMŞEK DEMİR
- Waveform design for pulse doppler radar
Darbe doppler radar için dalga biçimi tasarımı
HANDAN AĞIRMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF.DR. METE SEVERCAN