Radartutorial .eu

Karıştırma Katı

doğrusal
olmayan

doğrusal

Resim 1: Doğrusal ve doğrusal olmayan karakteristik

doğrusal
olmayan

doğrusal

Resim 1: Doğrusal ve doğrusal olmayan karakteristik

İki farklı sinyalin binişmesinin ardından iki sonuç mümkün olabilir:

• Eğer bu binişme bir doğrusal akım-gerilim karakteristiğine sahip, direnç gibi bir elemanda gerçekleşirse, o zaman iki sinyalin genliklerinin o anki polaritelerine bağlı olarak eklenmesi sonucu bir vuru (beat frequency) ortaya çıkar.
  Klasik örnekler arasında radyodaki genlik modülasyonunu ve müzikteki vibratoyu sayılabiliriz.
• Eğer bu iki sinyalin binişmesi diyot gibi doğrusal olmayan akım-gerilim karakteristiğine sahip bir elemanda gerçekleşirse, o zaman ortaya sinyallerin ana frekanslarına ilaveten kendi frekanslarından türetilmiş yeni kombinasyonlar ortaya çıkar:
  Frekansların toplamı  f = |f₁+f₂| ve
  Frekansların farkı  f = |f₁-f₂| .
  Örnek olarak radyodaki frekans modülasyonunu gösterebiliriz.

Fakat çok nadir durumlarda dört frekansın hepsi istendiğinden, karıştırıcı katın çıkışına istenen ve istenmeyen frekansları ayırmak için bir süzgeç konur.

Resim 3: Blok şemasında ki sembol ve frekans çubuk diyagramı

Resim 3: Blok şemasında ki sembol ve frekans çubuk diyagramı

Bir karıştırma katında kullanılacak diyotların farklı özelliklere sahip olmaları istenir. En çok, hiç ya da çok az kapasitansa sahip ve sıkça çok düşük yüksek frekanslı gerilimlerle çalışabilen germanyum nokta-temas diyotlar (point-contact diode) kullanılırlar. Bu nedenle nokta-temas diyotların temas yüzeyleri altın ile kaplıdır. Maalesef nokta-temas diyotlarının özgün gürültüsü hayli yüksektir. Bu nedenle modern radar cihazlarında çoğunlukla düşük gürültülü Schottky diyotlar kullanılır.

Daha uygun olanı alıcı osilatörlerinin özgün gürültülerinin de azalmasına yardımcı olan hibrid karıştırıcılar kullanmaktır. (Ancak alınan yansıma sinyalin kendi gürültüsü için bir şey yapılamaz!)

Eşlenik Frekansların Bastırıldığı Karıştırıcı

Güç
Bölücü

YF
Sinyali

Yerel
Osilatör

Alt Yan
Bant

Üst Yan
Bant

Alt Yan Bant:

Üst Yan Bant:

Resim 4: Eşlenik frekansları bastırma özelliğine sahip bir karıştırıcı devresi

Güç
Bölücü

YF
Sinyali

Yerel
Osilatör

Alt Yan
Bant

Üst Yan
Bant

Alt Yan Bant:

Üst Yan Bant:

Resim 4: Eşlenik frekansları bastırma özelliğine sahip bir karıştırıcı devresi

Basit bir karıştırma katı her biri osilatör frekansının altında ve üstünde olmak üzere frekans değerleri, giriş frekanslarının toplamı (f₁+f₂) ve farkı (|f₁-f₂|) olan ve aralarında ki frekans aralığı ise ara frekans (IF) olan iki çıkışa sahiptir. İstenmeyen frekans eşlenik frekans (image frequency) olarak adlandırılır ve Resim. 4 de gösterilen Tek Yan Bantlı Karıştırıcı da denilen bir özel devre ile bastırılır. Bu devre eşlenik frekansın gene bir eşlenik faz kaymasına (+180°) sahip olmasından faydalanılarak tasarlanmıştır. Alınan sinyal eş fazlı iki dala ayrılır. Bir –3 dB bağlaştırıcı (–3 dB coupler) yerel osilatörden gelen gücü her iki karıştırma katı için aralarında 90° lik faz farkı olacak şekilde ikiye ayırır. Yankı sinyali üst yan bantta +90° ve alt yan bantta –90° lik bir faz kaymasına uğrar. İkinci kanalda ayrıca bir ± 180° lik faz kayması ortaya çıkar. Üçüncü bağlaştırıcı bağlaştırıcıyı doğrudan geçmeyen sinyal için yine bir –90° lik faz kayması yaratır. Sonuçta çıkışın birinde sinyaller zıt fazlı ve diğerinde ise eş fazlı toplanır. Böylece yan bantlar birbirinden ayrışır.

Eşlenik frekans bastırma özelliğine sahip karıştırıcılar yan bantlardan birisinin bastırılıp, sadece diğerinin işlenebilmesini mümkün kılmak amacıyla sıkça kullanılır. Buradaki ana neden gürültü seviyesidir: Eşlenik frekanslardan kaynaklanan gürültü alıcıdaki gürültü seviyesini yaklaşık 3 dB arttırır. Bir diğer önemli neden ise eşlenik frekansın bastırılarak radar alıcılarının parazit sinyallerine karşı korunmasını sağlamaktır.

Pratikte bu kuvvetli parazit kaynaklarına karşı sadece eşlenik frekansların bastırılması yetmez, ayrıca eşlenik frekansı süzen süzgeç devrelerini de sıkça kullanmak gerekir.