www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Yüksek Frekanslı Modüller

Resim 1: Yüksek frekanslı parçaların bulunduğu modüller

Yüksek Frekanslı Modüller

Yüksek frekanslı modüller oldukça yakın yerleştirilmiştir. Bu montajın yapılmasını zorlaştırır, dar bir alanda kabloları yerlerine takana kadar belki birkaç defa yeniden hazırlamak gerekebilir. Kablolar rasgele kısa hazırlanamaz. Kablolar modüllerdeki farklı yükseklikteki SMA-konektörlere uyum sağlamalıdır. Mümkün olduğunca parçalar ferah yerleştirilmelidir. Bu tür toplu bir yerleşimin bir başka sakıncası bulunmaktadır, o da ilerde yapılacak parça ilavelerinin tasarımın sıfırdan yeniden yapılmasını gerektirmesidir.

Gönderim hattı

Frekans Üreteci gerilim kontrollü serbest salınan bir üreteçtir (Voltage Controlled Oscillator, VCO). Frekans üreteci tipinin seçimi hangi çalışma geriliminin ve hangi ayar geriliminin planlandığına bağlıdır. Tümünün tek bir gerilim, en iyisi +5 V bölgesinde çalışması uygun olur. Frekans bölgesi bir ilave yükselteç konulmasına gerek kalmadan bir ayar gerilimiyle arzu edilen frekansları elde edebilecek şekilde seçilmelidir. Frekans bandı mutlaka serbest WLAN-bandı içinde bulunmalıdır. Gösterilen örnekteki frekans bandı hiç uygun seçilmemiştir, bu parça bu nedenle Almanya’nın birçok yerinde yayın yapamaz. Anten bağlantısı daima bir nihayet direnci ile sonlandırılmalıdır. Bu osilatör (VCO) burada yeri boş kalmasın diye konulmuştur. Daha iyi bir sınır frekansına sahip bir osilatör sipariş edilmiş olup gelince değiştirilecektir.

Güç dağılımında alıcı karıştırıcının yerel osilatör frekans girişi için 7 dBm gerektiğine dikkat edilmelidir. Ancak osilatörün (VCO) çıkış gücü gönderim hattı ve alım hattındaki –3 dB lik kayıpların ardından geriye kalan yaklaşık 8 dBm gibi çok küçük bir değerdir. Bu nedenle takip eden yükselteç +15 dB ye çıkartsa bile sağlanabilecek en büyük güç sadece +14 dBm olur. Bu yeni yükselticiyi aşırı sürmemek için buraya -9 dB lik bir zayıflatıcı eleman eklenir. Bu zayıflatıcı eleman aynı zamanda osilatörü (VCO) YF hatlarından gelen olası yansımalara karşı da korur.

Güç bölücüyü takiben her bir çıkışta yaklaşık 10 dB lik bir güç sağlanmıştır. Alıcı karıştırıcı için -3 dB lik bir zayıflatıcı eleman konulmuştur, böylece yerel osilatör girişine en iyi bir güç temin edilmiştir. Bu göndericinin çalışması için değer kabaca 10 dBm civarıdır. Pratikte ferrit sirkülatör ve kablolardaki kayıpları göz ardı etmemek gerekir. Antene en fazla yaklaşık 8 dBm gibi gönderim gücü ulaşır.

Alım hattı

Alıcı bir basit doğrudan karıştırıcı alıcıdır. Yankı sinyalleri ferrit sirkülatörden geçerek bir düşük gürültülü yükselteçte (Low-Noise Amplifier, LNA) yükseltilir, burada tekrar yaklaşık +15 dB e kadar çıkar. Ferrit sirkülatörün 20 ila en fazla 30 dB gibi kötü bir yalıtıma sahip olması nedeniyle kazanç oranı çok daha yüksek seçilmemelidir: Gönderim enerjisinden LNA girişine daima -10 dBm e kadar bir kısım kalmalıdır. LNA da ki yükseltimin ardından gönderim sinyali tekrar +5 dBm ye çıkar, bu neredeyse gönderim gücünün yarısı demektir!

Modüle edilmemiş VCO ve nihayet direnci takılı durumda anten noktasındaki etkili gönderim gücünün faz açısının en azından yerel osilatörün frekansı ile yaklaşık aynı olmasını sağlamak üzere güç bölücü ile karıştırıcı katı arasındaki kabloların uzunluğunun en iyi duruma getirilmesi gerekir ve bunu sağlamak için vakit mutlaka ayrılmalıdır. O zaman bu bölüm için karıştırıcı çıkış sinyali ideal durumda sıfır volta eşit olur.

Beklenen yankı sinyalleri -10 ila -80 dBm arasındadır. Bir doğrudan karıştırıcı alıcıyla daha iyi bir hassasiyet değeri mümkün değildir. Bunun bir diğer anlamı karıştırıcı çıkışında ölçülen gerilimlerin mikro volt mertebesinde olduğudur. Daha sonradan bu sinyalleri 20 ila 30 dB ye yükseltmek için bir ön yükseltici gerekecektir. En iyisi elbette bir logaritmik yükseltici olur. Bu yükselticinin üst sınır frekans değeri megahertz bölgesinin daha altında kalan YF sinyallerini kendiliğinden yükseltebilecek kadar yukarıda olmalıdır. Bu özellik sonradan bilgisayar ara yüzlerinin oldukça yüksek örnekleme hızları kullanması sırasında üstünlük sağlar. Bununla beraber doğru gerilimin yükseltildiği bir yükseltecinde tasarlanması gerekir.

Test

Bu YF-modülleri şimdiden bir Sürekli Dalga (CW) radarıdır. Modülasyon girişinde (Resim.1 de sarı hat) hiçbir gerilim bulunmaz, VCO sabit bir frekansta yayın yapar. Antenin önünde bir şeyler hareket ederse (örneğin alüminyum folyo parçası yapıştırılmış bir vantilatör gibi) çıkışta (siyah koaksiyel kablo) NF- bölgesinde Doppler frekansları görülür.