So uk gürültü kayna ına ait iletim hattı ve konnektör gibi malzemelerin zayıflatma oranı ve kendi ürettikleri gürültü nedeni ile sıcaklık de eri 77 K’den farklı elde edilmi tir.Yapılan ölçümlerde, so uk gürültü kayna ının çıkı ı ve toplam güç radyometresi, sabit bir de erde sıcaklı ı kontrol edilen su ile ısıl dengede tutulmu tur.
66 6. SONUÇ VE ÖNER LER
Mikrodalga gürültü standardını ve radyometreyi kurmak amacıyla yapılan bu çalı ma kapsamında, bir ısıl gürültü kayna ı ve 12 GHz – 18 GHz frekans bölgesinde çalı an bir toplam güç radyometre tasarlanmı ve üretimi gerçekle tirilmi tir.
Bu kapsamda, so uk gürültü kayna ını olu turan yük, ticari olarak temin edilen geni bantlı 50 Ω’luk bir yük kullanılarak üretilmi tir. Yük içerisine sıvı azotun girebilmesi amacıyla koaksiyel yapıyı merkezleyen dielektrik yeniden düzenlenmi tir. Ayrıca, yükün dı kılıfı delikli bakır bir koruyucu ile de i tirilmi tir. Sıvı azot sıcaklı ı ile ortam sıcaklı ı arasında elektriksel iletimi sa layan iletim hattının yapımında, sıcaklık kaybı en az olan paslanmaz çelik kullanılmı tır. Ancak paslanmaz çelik elektriksel olarak iyi bir iletken olmadı ından elektriksel kayba neden olmaktadır. Bu elektriksel kaybı en aza indirmek için paslanmaz çelik, elektriksel kaybı daha iyi olan altın ile kaplanmı tır. Kaplama öncesinde ve sonrasında iletim hattına ait zayıflatma oranı ölçüm sonuçları dikkate alındı ında kaplamanın ba arılı sonuç verdi i gözlemlenmi tir.
Gürültü kayna ı azot tankından azot kaybını en aza indirerek gürültü kayna ının daha uzun süre kullanılabilmesi için iletim hattı duvarları çok ince üretilmi ve azot muhafazası en az kayba neden olacak ekilde tasarlanmı tır.
Mikrodalga gürültüsünü ölçmek için tasarlanan toplam güç radyometresini olu turmak amacıyla RF bölümü ve IF bölümü üretilmi tir. RF bölümünde, giri yansıma katsayısını en aza indirmek için giri inde 40 dB izolatör kullanılmı tır. RF ve IF bölümlerinde kullanılan yükselteçler, gürültü i aretinin genli i ve çıkı ta okunması istenen i aretin genli i göz önünde bulundurularak seçilmi tir. IF bölümünde kullanılan filtre toplam güç radyometresinin bant karakteristi ini belirledi inden, bu filtrenin bant geni li i önemlidir. IF filtresinin bant geni li i 30 MHz olarak seçilmi tir. Üretimi gerçekle tirilen toplam güç radyometresinin
67
kazancı, yapılan testler ile yakla ık 79 dB olarak bulunmu tur. RF ve IF bölümlerinde kullanılan yükselteçlerin lineer bölgede kullanılması sa lanarak, de i ik gürültü güçlerinde radyometrenin lineer çalı ması sa lanmı tır.
Üretilen toplam güç radyometresi ile iki adet yarı iletken gürültü kayna ı ölçülmü tür. Elde edilen sonuçlar, yarı iletken gürültü kayna ına ait kalibrasyon sertifikalarında verilen de erler kullanılarak de erlendirilmi ve radyometre ölçümlerinin oldukça ba arılı oldu u görülmü tür. Toplam güç radyometre ile üretilen so uk gürültü kayna ının gürültü sıcaklı ı da ölçülmü tür.
Daha iyi özelliklere sahip bir gürültü kayna ı için, a a ıda belirtilen konularda çalı malar ve iyile tirmeler yapılmalıdır.
• So uk gürültü kayna ından elde edilen deneysel sonuçları kıyaslayabilmek ve so uk gürültü kayna ını standart olarak kullanabilmek amacıyla, gürültü kayna ının teorik gürültü sıcaklı ı ve gürültü sıcaklı ına ait belirsizlik hesaplaması yapılmalıdır.
• Mekaniksel özellikleri çok daha iyi bir iletim hattı üretilmelidir.
• letim hattı kaplaması, istenen mekanik özellikleri kar ılayacak ekilde yapılmalıdır.
• Isıl gürültü kayna ının sıvı azot kaybını ortadan kaldırmak için, azot seviyesini otomatik olarak kontrol ederek sıvı azot seviyesini sürekli aynı tutan bir kontrol sistemi yapılmalıdır.
• letim hattı boyunca, iç iletken ve dı iletken arasında olu an ısı farkını en aza indirmek amacıyla, iç iletken üzerinde olu an basıncı dengelemeye yönelik teorik bir çalı ma ve bu çalı maya uygun tasarım, koaksiyelin dı iletkenine uygulanmalıdır.
Üretilen toplam güç radyometrenin metrolojik olarak kullanılabilmesi için, a a ıda belirtilen konularda ölçüm ve hesaplamalar yapılmalıdır.
• Radyometre sıcaklı ı, • Radyometre duyarlılı ıi
• Deneysel olarak radyometre filtresinin ölçümü ve hesaplanması, • Belirsizlik hesaplamaları.
68 KAYNAKLAR
[1]. Schwartz, M., “Information Transmission Modulation and Noise”, McGraw-Hill Inc, 157-265, (1959).
[2]. Cohen, L., “The History of Noise”, IEEE Signal Processing Magazine, 20-45,
November (2005).
[3]. Barlow, H. M., Cullen, A. L., “Micro-Wave Measurement”, Constable and Company Ltd., 304-314, (1950).
[4]. Smith, A. A. Jr., “Radio Frequency Principles and Applications”, IEEE Press,
(1998).
[5]. Johnson, J. B., “Thermal Agitation of Electricity in Conductors”, Phisical Review, Vol. 32, 97-109, (1928).
[6]. Nyquist, H., “Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors”, Phisical Review, Vol. 32, 110-113, (1928).
[7]. Beiser, A., “Consepts of Modern Physics”, McGraw-Hill, Inc., 296-301, (1995).
[8]. Feynman, R. P., Leighton, R. B., Sands, M., “The Feynman Lectures on Physics”, Addison-Wesley P. Com., Vol. III, 4-8-4-11, (1966).
[9]. Van der Ziel, A., “Noise: Sources, Characterization, Measurement”, Prantice- Hall, Inc., 44-115, (1970).
[10]. Ulaby, F. T., Moore, R. K., Fung, A. K., “Microwave Remote Sensing Active and Passive”, Artech House, Vol. I, 344-374, (1981).
[11]. Wells, J. S., Daywitt, W. C., Miller, C. K. S.,“Measurement of Effective Temperatures of Microwave Noise Sources”, IEEE Transactions On Instrumentation And Measurement , 17-28, (1964).
12]. Bailey, A. E., “Microwave Measurement”, IEE, Peter Peregrinus Ltd., 176-
209, (1989).
[13]. Arthur, M.G., “The Measurement of Noise Performance Factor: A Metrology Guide”, National Bureau of Standards, NBS Monograph 142, 52-61, (1974).
[14]. Adamson, D., “Noise Measurement”, Crown - Controller of HMSO, (2005).
[15]. Celep M., "Ulusal RF Gürültü Standardı", URSI 3. Bilimsel Kongresi, Ankara,
69 [16]. -, “Standard Noise Sources”, NPL, (2005).
[17]. Neils Skou, “Microwave Radiometer Systems: Design and Analysis”, Artech House, 8-11, (1989).
[18]. Somlo, P. I., Hollyway, D. L., “The Australian National Standards Laboratory X-Band Radiometer for the Calibration of Noise Sources”, IEEE Transactions On Microwave And Techniques , 664-666, (1968).
[19]. Yaran, ., “RF Gürültü Sisteminin Kurulması”, Gürültü Bilgilendirme Semineri, TÜB TAK - Ulusal Metroloji Enstitüsü, 14 Kasım (2001).
[20]. Baytaro lu, ., Kesiko lu, H., Özbay, H. Ö., “Metrolojide Kullanılan Temel ve Genel Terimler Sözlü ü”, Ulusal Metroloji Enstitüsü, (1994).
[21]. Evans, G., McLeish, C. W., “RF Radiometer Handbook”, Artech House, 8-11,
(1977).
[22]. Dicke, R. H.,”The Measurement of Thermal Radiation at Microwave Frequencies”, The Rewiev of Scientific Instruments, 268-275, July (1946).
[23]. Yaran, ., “Noise Measurement”, TÜB TAK - Ulusal Metroloji Enstitüsü, Rapor No: 2000-EMD-R02, 8, (2000).
[24]. Miller, C. K. S., Datwitt, W.C., ve Arthur, M. G., “Noise Standards, Measurements, and Receiver Noise Definitions”, Procedings of the IEEE, Vol. 55,
No. 6, 865-877, (1967).
[25]. Blundell, D. J., Houghton, E. W., Sinclair, M. W., “Microwave Noise Standards in the United Kingdom”, IEEE Transactions On Instrumentation And Measurement, 484-488, November (1972).
[26]. Pucic, S. P., “A Null-Balanced Total-Power Radiometer System NCSI”,
Journal of Research of the National Institute of Standardsand Technology, 45-53,
(1994).
[27]. Achkar, J., “A Set of Waveguide Primary Thermal Noise Standards and Related Calibration Systems for the Frequency Range 8.2-40 GHz”, IEEE Transactions On Instrumentation And Measurement , 638-641, April (1999).
[28]. Celep, M., “Mikrodalga Gürültü Ölçümleri E itim Raporu”, TÜB TAK - Ulusal Metroloji Enstitüsü, Rapor No: 2006-EMD-R01, 6-32, (2006).
70 K SEL YAYINLAR VE ESERLER
[1]. nce R., Celep M., Yaran ., “Assessment of the Accuracy of a Vector Voltmeter Using a Network Analyzer With Airline and Attenuation Standards”,
CPEM’98 Conference, Washington D.C., (1998).
[2]. Celep M., Yaran ., Hayırlı C., Altınsoy C., “UME’de 10 MHz-26,5 GHz Frekans Aralı ında Güç Ölçümlerinin Gerçekle tirilmesi”, 8. Ulusal Elektrik- Elektronik Konferansı, Gaziantep, Mart (1999).
[3]. Celep M., “Yüksek Frekanslarda (Mikrodalga) Güç Ölçülmesi”, Lisans Tezi,
Kocaeli Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, zmit, (1999).
[4]. Yaran ., Altınsoy ., Celep M., Hayırlı C., “S-Parametre Ölçümleri”, III. Ulusal Ölçümbilim Kongresi, Eski ehir, 7-8 Ekim (1999).
[5]. Celep M., Yaran ., Dinçer H., “10mW-1W RF Güç Aralı ında Kalibrasyon Faktörü Ölçümü”, III. Ulusal Ölçümbilim Kongresi, Eski ehir, 7-8 Ekim (1999).
[6]. Celep M., Yaran ., Altınsoy ., Hayırlı C., “UME’de Birincil (Primer ) RF Güç Ölçümlerinin Gerçekle tirilmesi”, III. Ulusal Ölçümbilim Kongresi, Eski ehir, 7-8
Ekim (1999).
[7]. ...,Celep M., ...“International Comparison for RF Power in the Frequency Range up to 18 GHz”, CPEM’00 Konferansı, Sydney, (2000).
[8]. ...,Celep M., ...“International Comparison for RF Power in the Frequency Range up to 18 GHz”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 50,
No.2, April (2001).
[9]. Celep M., “Birincil seviye RF ve Mikrodalga Güç Ölçüm Sistemi”, 1. Ulusal RF ve Mikrodalga Ölçümleri Çalı tayı, TÜB TAK-UME Kocaeli, Eylül (2005).
[10]. Celep M., "Ulusal RF Gürültü Standardı", URSI 3. Bilimsel Kongresi, Ankara,
6-8 Eylül (2006).
[11]. Celep M., “Network Analyzer Yapısı, Kalibrasyonu ve Belirsizlik Hesaplaması”, UME Rapor, 2006.EMD.R03, Mayıs (2006).
[12]. Celep M., “Mikrodalga Gürültü Ölçümleri E itim Raporu”, UME Rapor, 2006.EMD.R01, ubat (2006).
[13]. Celep M., “Vektor Voltmetre ile Yansıma Katsayısı Ölçümü”, UME Rapor, 2005.EMD.R02, Haziran (2005).
71
[14]. Celep M., “Yüksek Güçlü Wattmetre Kalibrasyonu”, UME Rapor, 2003.EMD.R01, Haziran (2003).
[15]. Danacı E., Celep M., “Coupling/Decoupling Network (CDN) Kalibrasyonu”,
UME Rapor, 2002.EMD.R06, Eylül (2002).
[16]. Celep M., “Thermal Voltaj Converter zlenebilirli inin Mikrodalga Güç ve Empedans Üzerinden Alınması”, UME Rapor, 2002.EMD.R07, Eylül (2002).
[17]. Yaran ., Celep M., “Thermocouple Sensor”, UME Rapor, 2002.EMD.R09,
Aralık (2002).
[18]. Celep M., “Mikrokalorimetre Belirsizli i”, UME Rapor, 2000.EMD.R01,
Mayıs (2000).
[19]. Celep M., “Peak to Peak Dedektor Kalibrasyonu”, UME Rapor, 2000.EMD.R06, Kasım (2000).
[20]. Celep M., “Kalibrasyon Faktörü Ölçümünde Belirsizlik Hesaplaması”, UME Rapor, 2000.EMD.R07, Kasım (2000).
72 ÖZGEÇM
1976 yılında Erzincan’da do du. lk okulu Erzincan’da, orta ve lise ö renimini Kocaeli’de tamamladı. 1992 yılında girdi i Trakya Üniversitesi Tekirda Meslek Yüksek Okulu’ndan 1994 yılında birinci sırada mezun oldu. 1995 yılında Ar-Ge teknikeri olarak bir süre CEDETA A. . de çalı tıktan sonra, aynı yıl Kocaeli Üniversitesi Elektronik ve Haberle me Mühendisli i Bölümü’ne girdi. 1999 yılında Kocaeli Üniversitesi’nden Elektronik ve Haberle me Mühendisi olarak birinci sırada mezun oldu.
1997 yılında teknisyen olarak i e ba ladı ı TÜB TAK Ulusal Metroloji Enstitüsü’nde (UME) halen Ara tırmacı olarak çalı maktadır. UME’de, 100 kHz – 26,5 GHz frekanslarında çalı an birincil seviye RF ve Mikrodalga güç ölçme sistemi olan mikrokalorimetre’nin kurulması ve belirsizli inin hesaplanması çalı malarında yer aldı. Bu kapsamda birincil seviye ve ikincil seviye RF ve mikrodalga güç ölçme sistemi üzerinde çalı arak, bu sistemlerin belirsizlik hesaplamaları çalı malarında görev aldı. Mikrodalga güç ölçümlerini yapan ülkelerin uluslararası izlenebilirli ini sa lamak üzere, 1999 ve 2006 yıllarında düzenlenen uluslararası anahtar (key) ve bölgesel (EUROMET) kar ıla tırmalarına Türkiye’yi temsilen UME adına katıldı. RF ve Mikrodalga empedans ve zayıflatma ölçümleri konusunda çalı malarda bulunarak, bu ölçümlerde yo un olarak kullanılan HP8510C Vektör Netvork Analizör’ün N tipi ve 3.5mm ölçümlerdeki belirsizlik hesaplamaları çalı malarında yer aldı. RF ve Mikrodalga güç ölçümleri, zayıflatma ölçümleri ve empedans ölçümleri konularında düzenlenen uluslararası kar ıla tırmalardaki çalı malarda yer aldı.
100 MHz – 1 GHz bölgesinde, Türkiye’nin dı a ba ımlı olan gerilim ölçümlerinin izlenebilirli inin mikrokalorimetre üzerinden gerçekle tirilmesi amacıyla bir çalı ma gerçekle tirerek, bu gerilim standartlarının kalibrasyonunu UME imkanlarını kullanarak yaptı.