Bu yazımızda RF devrelerdeki Anten Empedans Uyumu problemini ele alacağız. Çok fazla teorik bilgilere ve hesaplara girmeden pratik bilgiler vermeye çalışacağız.

Antenler karakteristik olarak bir Empedansa sahiptirler, bir önceki yazımızda anlattığımız gibi bu empedans bildiğimiz omik cinsten empedans değildir. Empedansta bir reel kısım birde imajiner kısım mevcuttur (50 – 25i Ohm yada 30 + j120 Ohm gibi) ve bu empedansı AVO metre ile ölçemezsiniz. Anten empedansı, antenin türü, boyu ve devre toprak alanına yerleşim biçimine göre farklılık gösterebilir.

Aynı şekilde RF devre girişleri (Alıcı) ve çıkışları (Verici) da yukarıda bahsettiğimiz türden bir empedansa sahiptirler. Piyasada bulunan hazır modüller genelde 50 Ohm luk RF çıkışa sahip olacak şekilde dizay edilmişlerdir.

Antenin amacı RF çıkış gücünü maksimum seviyede kuvvetli elektromanyetik dalgalara dönüştürüp boşluğa yaymaktır. Eğer anten ile devre arasında bir empedans uyuşmazlığı varsa, RF çıkış gücü antene tam olarak aktarılamaz. Gönderilen sinyalin bir kısmı antenden yayılmadan geri döner ve kayıplar oluşur. Gücün bir kısmı yayılım yapıp bir kısmı geri yansıdığı için haberleşme mesafesi büyük ölçüde düşer.

Sorunun ne olduğunu anladığımıza göre çözüm yollarınada bir gözatalım.

Anten empedans uydurma çalışması için gerekli olan cihaz “Network Analizör” cihazıdır. Network Analizör oldukça pahalı bir cihazdır. Hobi kabilinden elektronikle uğraşanların temin edemeyeceği gibi, RF cihazlar yapıp sattığı halde bir çok firmanın da bu cihaza sahip olduğunu sanmıyorum. Fiyatlar konusunda bilgi için buraya bakabilirsiniz :)

HP Network Analizör modellerinden biri

Daha önce bir test laboratuvarında Network Analizör kullanma şansım olmuştu. Bu sayade kullanımını öğrenmiştim. Şimdi kısaca Empedans uyumu için network nasıl kullanılır anlatalım.

Örnek olarak çıkışı 50 Ohm olan bir verici ve buna bağlı bir çubuk anten düşünelim. Öncelikle RF çıkışımızın olduğu yere yani anteni bağlayacağımız noktaya SMA türü bir konnektör bağlıyoruz,

SMA KONNEKTÖR

Devre kısmına olan bağlantıyı keserek SMA konnektörüyle anteni Network Analizöre bağlayıp empedansı ölçüyoruz ve bulunan empedansa göre devre ile anten arasındaki empedansı uydurmak için gerekli bobin ve kapasite değerlerini hesaplıyoruz.

Antene eklenecek seri kapasite, seri bobin, paralel kapasite ve paralel bobinin anten empedansını ne yönde değiştirdiğini anlamak için Agilent’in sitesindeki bu Empedans Uydurma Oyununu mutlaka denemelisiniz :)

Açılacak olan sayfada ilk sekme olan L-C Matching Network kısmında L1 C1 değerleriyle oynayarak empedansı uydurmaya çalışıyorsunuz. Yandaki dairenin ortasındaki yuvarlak L,C değerleriyle oynadığınızda hareket eder. Amaç bu yuvarlağı sağdaki load yazan dairenin içine sokmaktır. Yani kaynak empedansını yük empedansına uydurmak :).

Network Analizör kullanma şansım yok ne yapmalıyım?

RF devrenizin çıkışına antenden önce iki adet smd pad koyarsanız deneme yanılma yöntemiyle Empedans uydurma çlışması yapabilirsiniz. Bunun için 1pF – 1nF arasında bulabildiğiniz kadar kapasite ve 1nH – 1uH arsı bobin temin etmeniz gerekiyor.

Her değer olacak diye bir şart yok bulabildiğiniz kadar. Daha sonra bunları rast gele lehimleyerek devreyi test edip sonuca göre başka değer deneyebilirsiniz. Çok uğraştıracak bir çalışma ama faydalı olabiliyor. Tecrübeyle sabittir :)

Eğer imkan varsa Antenin yerleşimiyle oynayın, bu empedansta değişimlere neden olacaktır. Çubuk anten kullanıyorsanız antenin devre toprağına dik olmasına dikkat edin. Helical anten kullanıyorsanız, devre toprağından olabildiğince uzaklaştırın ve paralel yerleştirmeyin (toprak alanına). Sargı aralığıyla oynayın, bu empedansı değiştirecektir.

Yaptığınız lehimler soğumadan kesinlikle test etmeyin, alıcıda veya vericide osilaskop probu bağlı bir şekilde test yapmayın.

Eğer şansınız yaver giderse yukarıda bahsettiğimiz yöntemle, network analizör kullanmadan faydalı sonuçlar elde edebilirsiniz. Şimdiden kolay gelsin

Lütfen yazıyla ilgili yorumlarınızı esirgemeyiniz.

RF ile ilgili bir sonraki yazımda PCB dizaynında dikkat edilmesi gereken hususları ele almayı düşünüyorum.