Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Galip Orkun ARICAN
Eş Danışman: Erdem Yazgan
Danışman: Nursel Akçam
Özet:
Bu tez çalışmasında, jeosenkron yörüngelerde görev yapan ticari uydularında
kullanılabilecek K-bant çalışma frekansına sahip radyo frekansı (RF) ön-uç düşük gürültülü
yükselteç (low noise amplifier-LNA) modül tasarlanarak üretilmiştir. Geliştirilen LNA
modül, uydu haberleşmesinde görev yapabilecek elektriksel ve fiziki performansları
sağlayacak şekilde tasarlanarak üretilmiştir. Bu kapsamda geliştirilen ve üretilen LNA
modülün gürültü figürü karakterizasyonu iyileştirmeye yönelik düşük gürültülü devre
tasarım topolojileri ve üretim teknikleri kullanılmıştır. LNA modül tasarımında kullanılmak
üzere çok düşük gürültülü yükselteç yonga tasarım gerçekleştirilmiştir. LNA yonga tasarımı,
ortak kaynak topolojisi temel alınarak iki kademeli bir devre mimarisine göre
gerçekleştirilmiştir. Bu sayede, LNA yonganın kazanç ve doğrusallık performansları
iyileştirilmiştir. Ek olarak, LNA yonganın kararlılığını iyileştirmek ve transistörlerin giriş
uyumlama devrelerini basitleştirerek gürültü figürü ile kazancı dengelemek amacıyla her bir
yükselteç kademesindeki transistörlere kaynak dejenerasyon yöntemi uygulanmıştır.
Fransa’da OMMIC firmasında üretimi tamamlanan LNA yongadan 18-21 GHz frekans
bandında 1.05 dB’den düşük gürültü figürü ile 21 dB’de yüksek kazanç elde edilmiştir.
Ayrıca, LNA’nın yonganın P1dB çıkış gücü ile taşıyıcının girişime oranı (carrier-tointerference - C/I) değerleri sırasıyla +9.2 dBm ile -70 dBc olarak elde edilmiştir. Bu ölçüm
sonuçlarına göre, literatürde K-bantta çalışan en düşük gürültülü ve yüksek kazançlı
yükselteç elde edilmiştir. Elde edilen LNA yongalar kullanılarak girişi WR51 dalga kılavuzu
ve çıkışı 2.92 mm konektörlü LNA modül tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir.
Geliştirilen LNA modülden 18-21GHz frekans bandında 1.4dB gürültü figürü ve 36 dB’den
yüksek kazanç elde edilmiştir. Ek olarak LNA modülün, güç ve doğrusallık ölçümlerinde
P1dB ve C/I değerleri sırasıyla +7.4 dBm ve -62 dBc olarak elde edilmiştir. Geliştirilen LNA
modülün zorlu uzay şartlarında 15 yıl çalışabilmesini öngörebilmek amacıyla radyasyon,
parça indirgenme ve güvenilirlik analizleri yapılmıştır.