İyonosferik uzaktan algılama ve düşük frekans radyo astronomi uygulamalarına yönelik geniş bantlı aktif alıcı anten tasarımı - Altıkardeşler, Mertcan
Günümüzde yüksek bant genişliği ve kompakt tasarım isterlerinden kaynaklı birçok haberleşme uygulaması UHF ve üstü frekans bantlarını kullanmaktadır. Bu bantların yanı sıra UHF altı frekans bantlarının kendilerine has özellikleri bu bantlara olan ilginin devamlılığını sağlamaktadır. Bu bantlarda yapılan çalışmalara bakıldığında özellikle iyonosferik radar ve düşük frekans ( < 100 MHz ) radyo astronomi uygulamaları gibi bilimsel çalışmaların ilgili bantları yoğun bir şekilde kullandığı gözlemlenmektedir. Söz konusu bantlarda, frekansın düşmesi dalga boyunu artırmakta bu da çeşitli zorlukları beraberinde getirmektedir. Frekansın düşmesi ile antenlerin fiziksel boyutları artmakta ve yüksek bant genişliği isteyen uygulamalar için antenlerin mekanik yapısı çok fazla karmaşık bir hale gelebilmektedir. Bu duruma alıcı ön ucu kısmı için alternatif bir çözüm olarak literatürde trasistörlü ön-kuvvetlendiriciler ile tasarlanan aktif anten yapıları önerilmektedir. Pasif radyatör terminallerinde doğrudan bağlanan bir aktif devre ile anten boyutları önemli ölçüde düşürülebilmektedir. Öte yandan radyo astronomi çalışmalarında astrofizikçiler tarafından talep edilen yüksek çözünürlük isteri, düşük frekans radyo astronomi çalışmalarında pratikte mümkün olmayan anten boyutları ile sonuçlanmaktadır. Elektriksel olarak kısa antenlerin interferometrik bir düzen içerisinde kullanımı, bu durum için pek çok radyo astronomi merkezinde yaygın çözüm olarak uygulanmaktadır. Düşük frekans radyo astronomi uygulamalarında yüksek çözünürlük, binlerce alıcı antenin interferometrik bir düzende, eş zamanlı kullanımı ile elde edilmektedir. Anten sayısında yaşanan bu artış nedeniyle interferometri dizisinde kullanılacak antenler için düşük maliyet, kolay üretim ve kolay kurulum gibi tasarım isterleri ortaya çıkmaktadır. Bu isterler, antenlerin proje bazlı olarak tasarlanması anlamına gelmektedir. Bu çalışmada 1 - 50 MHz arası iyonosferik radar ve düşük frekans radyo astronomi uygulamalarına yönelik bir aktif alıcı anten tasarımı önerilmiştir. Tasarlanan anten pasif radyaör yapısı, aktif anten ve anten iskeletinden oluşmaktadır. Pasif radyatör yapısının tasarımı için literatürde bulunan anten topolojileri incelenmiş, bunun sonucunda düşük maliyet, üretim ve kurulum kolaylığı gibi isterlerden dolayı ters-V (inverted-V) dipol anten topolojisi seçilmiştir. Pasif radyatör olarak seçilen yapının doğal frekans cevabı aktif anten tasarımında belirleyici olmuştur. Pasif radyatör terminallerine doğrudan bağlanan aktif anten yapısı voltaj örnekleme yöntemi kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan ve üretilen aktif devrenin ölçümleri Red Pitaya SDR kullanılarak yapılmış, aktif devrenin talep edilen 30 dB kuvvetlendirme oranını sağladığı gösterilmiştir.