RF yüksek güç uygulamaları
RF high power applications
- Tez No: 1010328
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAMİD TORPİ, DOÇ. DR. NAFİZ GÖKHAN ÜNEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Magnetronlar, yüksek güçlü RF uygulamalarında yaygın biçimde kullanılan vakum elektron cihazlarıdır. Bu tezde magnetron tabanlı bütünleşik bir RF güç sisteminin tasarımı, benzetimi ve deneysel doğrulaması gerçekleştirilmiştir. S-bant magnetronlar için analitik tasarım prensipleri incelenmiş, ölçekleme tabanlı sentez yaklaşımı kullanılarak üç farklı magnetron konfigürasyonu geliştirilmiştir. Soğuk test analizleri öz-mod ve frekans alanı benzetimleri aracılığıyla yürütülmüş, kalite faktörleri, bağlaşım katsayısı ve devre verimi gibi karakteristik parametreler hesaplanmıştır. Parçacık-etkileşimli (PIC) çözücü kullanılarak gerçekleştirilen sıcak test benzetimlerinde çıkış gücü, anot akımı, çalışma frekansı ve genel verimlilik elde edilmiş, zaman ve frekans alanı karşılaştırmaları ile magnetron davranışı değerlendirilmiştir. Üretilen RF gücünün güvenilir biçimde iletilmesi amacıyla dalga kılavuzu yönlü kuplörler, geçiş elemanları ve Silisyum Karbür (SiC) malzeme tabanlı bir RF yükü tasarlanmış, tam dalga elektromanyetik benzetimlerle analiz edilmiştir. Yüksek güç koşullarında ısıl etkiler, elektron çığ analizleri ve elektriksel delinme sınırları CST Studio Suite bünyesindeki farklı çözücüler kullanılarak sistematik biçimde değerlendirilmiştir. 2--4~GHz ve 3--4~GHz bantlarını kapsayan geniş bantlı şerit hat sirkülatörler tasarlanmış, üretilmiş ve vektör ağ analizörü ölçümleriyle deneysel olarak doğrulanmıştır. Bunun yanı sıra bir dalga kılavuzu sirkülatör konfigürasyonu tasarlanmış ve 5~kW giriş gücü altındaki termal performansı benzetimlerle incelenmiştir. Bu çalışma, magnetron tasarımından iletim hattı bileşenlerine ve sirkülatör doğrulamasına kadar uzanan yüksek güçlü RF sistemlerinin tasarım ve analiz süreçlerine kapsamlı bir katkı sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Magnetrons are vacuum electron devices widely employed in high-power RF applications. This thesis presents the design, simulation, and experimental validation of an integrated magnetron-based RF power system. The analytical design principles of S-band magnetrons are examined, and three distinct magnetron configurations are developed using a scaling-based synthesis approach. Cold-test analyses are conducted through eigenmode and frequency-domain simulations, from which characteristic parameters including quality factors, coupling coefficient, and circuit efficiency are extracted. Hot-test simulations performed with a Particle-In-Cell (PIC) solver provide key performance metrics such as output power, anode current, operating frequency, and overall efficiency. Time-domain and frequency-domain comparisons are performed to further assess magnetron behavior under realistic operating conditions. For reliable transmission of the generated RF power, waveguide directional couplers, transition elements, and a silicon carbide (SiC) based RF load are designed and analyzed using full-wave electromagnetic simulations. Under high-power operating conditions, thermal effects, multipacting analysis, and electric-field breakdown limits are systematically evaluated with dedicated solvers within CST Studio Suite. Broadband stripline circulators covering the 2--4~GHz and 3--4~GHz frequency bands are fabricated and experimentally validated through vector network analyzer measurements. A waveguide circulator configuration is additionally designed and its thermal performance under 5~kW input power is characterized via simulation. This work provides a comprehensive contribution to the design and validation methodology of integrated high-power RF systems.
Benzer Tezler
- Design of wide-band milimeter-wave passive MMIC control products on gaas based processes
Gaas bazlı proseslerde geniş bant milimetre dalga pasif MMIC kontrol ürünleri tasarımı
HARUN TEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- Gömülü iletken cisimlerin elektromagnetik dalgalar yardımı ile zaman domeninde algılanması
Başlık çevirisi yok
SELÇUK PAKER
Doktora
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİNGÜL YAZGAN
- Mo-N kaplamaların ark fiziksel buhar biriktirme yöntemiyle üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterisation of Mo-N coatings by arc physical vapour deposition technique
M. KÜRŞAT KAZMANLI
- Sıfır ara frekans alıcı yapısı
Zero intermediate frequency receiver architecture
BAHRİYE ERSEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. MELİH PAZARCI
- Quadrature signal generation in 5-6GHz range using SiGe BICMOS process
5-6GHz aralığında SiGe BICMOS proses kullanılarak 90 derece faz farklı işaret üretimi
PINAR TAŞCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ TOKER