10.5 GHz GPS disiplinli yüksek performanslı frekans sentezleyici (DRO) modelleme ve gerçeklenmesi

Bu tez çalışmasında yüksek frekansta çalışan alıcı sistemler için 10,5 GHz merkez frekansı etrafında çalışan, yüksek hassasiyet ve düşük faz gürültüsü özelliğine sahip, yapısında dielektrik rezonatör kullanılan frekans sentezleyici (ing. Dielectric Resonator Oscillator, DRO) birimin modelleme ve gerçeklemesi anlatılmaktadır. Dielektrik rezonatör, dar bir frekans aralığında rezonans özelliği gösteren bir elektronik elemandır. DRO, yüksek frekans kararlılığı, yüksek çalışma frekansları, düşük sıcaklık duyarlılığı, küçük boyut gibi özelliklerinden dolayı askeri sistemlerde tercih edilmektedir. Elektronik harp sistemlerinin yanında haberleşme sistemleri ve radar sistemlerinde de kullanılmaktadır. Dielektrik rezonatörlü osilatörler 3 farklı şekilde tasarlanabilir: Tepkime tipi, iletim tipi, yansıma – negatif direnç tipi. Bahsedilen metotların incelenmesi sonucunda çalışmamızda istenen frekansta en yüksek performansı sağlayacak yöntem olarak negatif direnç yöntemi benimsenmiştir. Bu yöntem kullanılarak modelleme yapıldıktan sonra tasarımı gerçekleme aşamasına geçilmiştir. Gerçeklenen osilatörün faz gürültüsü performansını arttıran ve çalışmamızın özgünlüğünü sağlayan kısım, osilatörün faz kilitlemeli döngü ile harici bir referans frekansına kilitlenmesinin sağlanması ve bu harici frekansın da küresel konumlama sistemi (ing. Global Positioning System, GPS) sistemlerinde kullanılan referans saat işaretinden elde edilmesidir. Tez çalışmamızın sonunda, literatüre GPS disiplinli osilatör tasarımı konsepti ile ilgili katkıda bulunmanın yanı sıra, çalışma sonunda ortaya çıkan ürün TÜBİTAK tarafından yürütülen elektronik harp projelerinde kullanılarak askeri cihazların millileştirilmesine de katkı sağlanacaktır. Bu araştırmada elde edilen bulgular, DRO performansının GPS disiplinli referans frekansı ile birlikte faz kilitli döngü kavramı kullanılarak iyileştirilebileceğini göstermiştir. Bununla beraber, GPS yapısından faydalanarak, farklı noktalarda bulunan osilatörlerin frekans senkron olarak çalışmasının mümkün olduğu değerlendirilmiştir. Son olarak, osilatörlerin faz gürültüsü performansının haberleşme sistemlerindeki bit hata oranı parametresi üzerindeki etkisi analiz edilmiştir.