Otomatik Frekans Kontrolü
Sıcaklık dalgalanmaları ve besleme kaynağındaki kabul edilebilir gerilim dalgalanmaları hem gönderici ve hem de alıcıda önemsiz frekans değişikliklerine yol açar. Bu bakımdan bir radar aygıtının alıcı ve göndericisinin birbirleriyle uyumunu sağlamak amacıyla bir Otomatik Frekans Kontrol (OFK) devresi (Automatic Frequency Control - AFC) ile donatılması gerekir.
Resim 1: Bir radyo alıcısında OFK devresinin blok şeması (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgilere ulaşabilirsiniz)
Resim 1: Bir radyo alıcısında OFK devresinin blok şeması (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgilere ulaşabilirsiniz)
Bir radyo alıcısında OFK
OFK devreleri, bazı harici işaretlerle bir osilatör frekansının hassas kontrolünün gerektiği durumlarda kullanılır. Bu devre, istenen frekansla, gerçek osilatör frekansı arasındaki frekans sapmasını ölçer ve bu sapmaya orantılı bir kontrol gerilimi üretir.
Osilatörün salınım devresinde bulunan bir varaktör (varactor/varicap diode) çıkış frekansının kararlılığını sağlar. Ters öngerilim (reverse bias) bölgesinde çalışan bu varaktörün kapasitansı bu üretilen kontrol gerilimine bağlıdır. Örneğin, frekansı altta - konumlanmış (alınan giriş frekansının alt yarısında bulunan) bir osilatör ile üretilmiş 10,7 MHz lik bir Ara Frekansımız olsun ve bu osilatör bir hafif düşürülmüş frekansta salınsın (oscillate), o zaman Ara Frekans yüksek bir değere sahip olacaktır. Bu, Frekans Ayıklayıcı (frequency discriminator) varaktör için bir yükseltilmiş kontrol gerilimi üretir. Bu durumda varaktörün kapasitansı azalacak ve bunun sonucunda osilatör daha yüksek bir değerde salınacak, Ara Frekans ise azalacaktır. Aksi yönde: Eğer osilatör daha yüksek bir frekansta salınırsa, ara frekans azalır. Kontrol gerilimi azalır, kapasitans artar ve osilatörün çıkış frekansı azalır.
OFK nin bu devre seçeneği radyo alıcılarında, frekans bireştiricilerinde (frequency synthesizer) ve FM- verici istasyonlarında kullanılır. Bu devreler için alıcılarda giriş işaretinin genliğinin nispeten sabit olması istenir. Darbe yöntemiyle çalışan radar istasyonları için bu devre daha az uygundur.
Resim 2: Bir radar aygıtında kullanılan, frekansı kontrol edilebilir kendiliğinden salınan gönderici tüplerine sahip olmayan Otomatik Frekans Kontrol devresinin blok şeması. (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgiye ulaşabilirsiniz)
Resim 2: Bir radar aygıtında kullanılan, frekansı kontrol edilebilir kendiliğinden salınan gönderici tüplerine sahip olmayan Otomatik Frekans Kontrol devresinin blok şeması. (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgiye ulaşabilirsiniz)
Radar tesislerindeki OFK-Sistemi
Evreuyumlu olmayan ya da sözde evreuyumlu radar tesislerindeki OFK sistemleri birbirine benzeyen iki yöntemle çalışırlar. Radyo alıcısındakinin aksine, hem gönderim frekansı hem de alıcı frekansı tam olarak bilinmektedir. Frekansın ayar değerinden sapması durumunda:
- ya alıcı frekansı, gönderim frekansı ile (Resim.1),
- ya da gönderim frekansı, alıcının frekansı ile yeniden ayarlanır (Resim.2).
Her iki sistem referans olarak, gönderici ile dubleks aygıt arasındaki iletim hattında yer alan bir yönlü bağlaştırıcıdan kapılan enerjinin bir bölümünü kullanır. Bu yüksek frekanslı işaret, yerel osilatörün frekansıyla, aynı değere sahip olan bir OFK-Ara Frekansına karıştırılır. Bu OFK-Ara Frekansı frekans ayıklayıcı vasıtasıyla genlikte ve polaritede frekans kaymasını temsil eden bir kontrol gerilimine dönüştürülür. Eğer, ara frekans, ayıklayıcının merkez frekansında ise ayıklayıcının çıkış gerilimi sıfır olur. Ayıklayıcının merkez frekansı esas olarak Ara Frekanslı işaret için bir referans frekanstır. Bu çıkış gerilimi, ya yerel osilatörü gerekli frekansa ayarlar ya da bir servo motor, gönderici tüplerinin frekansını, yerel osilatörün genellikle çok daha kararlı frekansına ayarlar.
Resim 3: Bir radar aygıtında kullanılan frekansı kontrol edilebilir kendiliğinden salınan gönderici tüplerine sahip Otomatik Frekans Kontrol devresinin blok şeması. (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgiye ulaşabilirsiniz)
Resim 3: Bir radar aygıtında kullanılan frekansı kontrol edilebilir kendiliğinden salınan gönderici tüplerine sahip Otomatik Frekans Kontrol devresinin blok şeması. (Şemada bulunan elemanlara tıklayarak detaylı bilgiye ulaşabilirsiniz)
Eğer radar göndericisinde magnetron gibi sabit bir frekansta kendiliğinden salınan (self-oscillating) ve frekansın değiştirilemeyen yüksek güçlü tüpler kullanılıyorsa Resim.2 de gösterilen şema kullanılır. Bu radarlar genellikle eski ya da ucuz radarlardır. Eğer gönderici aygıtının frekansı düzenleme imkânı varsa (örneğin kullanılan magnetronun frekansı dar bir aralık içinde değiştirilebiliyorsa ya da dışardan kontrol edilebilen disk biçiminde triyotlarla salınım frekansı ayarlanabiliyorsa) bu durumda Resim.3 deki devre kullanılır.
Tam evreuyumlu Radar
Tam evre uyumlu radarlar, gönderim frekansı ve alıcıdaki Ara Frekans çok kararlı bir ana saat üretecinden elde edildiği için bir Otomatik Frekans Kontrolüne ihtiyaç duymazlar. Tüm kullanılan dâhili frekansların birbirine göre tanımlanmış bir faz ilişkisi vardır ve bu nedenle frekansları sapamaz. Eğer ana saat üreteci sıcaklık değişimleri sonucunda frekansta bir değişiklik olursa gönderim ve alıcı frekansları aynı şekilde etkilenirler ve bu nedenle tekrardan bir ayarlama yapılmamalıdır.