Geniş bantlı yama anten tasarımı

Bilişim Enstitüsü, Uydu Haberleşme ve Uzaktan Algılama Programı, İTÜ

Geniş bantlı yama anten tasarımı

Ulaş Keskin; Mesut Kartal, 2017

Özet: Mikroşerit yama anten birçok avantaja sahip ve yaygın olarak kullanılan bir mikrodalga antendir. Kullanım alanları da gün geçtikçe artmaktadır. Bununla birlikte klasik mikroşerit anten, düşük empedans bant genişligi, düsük anten kazancı ve tolerans problemlerine sahiptir. Bu çalısmanın amacı, mikroşerit antenlerde dar bant, komleks geometrilerle elde edilen geniş bant, düşük anten kazancı gibi elektriksel özelliklerin iyileştirilmesi için basit geometri ile kayda değer kazanç ile geniş bant yama anten geometrisinin geliştirilmesidir. Mikroşerit yama anten analiz ve tasarımı için değişik modeller incelenmiştir. Farklı şekilde mikroşerit anten yapıları araştırılıp, üç farklı şekilde tasarım sunulmuştur. Geliştirilen bu yeni tasarımda özellikle basit geometri ile anten empedans bant genişliği konusunda iyileştirilme yapılmıştır. Parametrik analizlerle ve analitik incelemelerle, yarık parametreleri ve besleme noktalarının konfigürasyonları ayarlanarak geniş bantlı anten elde edilmiştir. Tasarlanan antenlerde ayarlı yapıların uzunluğu, genişliği, yarık ölçütleri ve besleme noktalarının uygun seçilmesi genişbant mekanizmaların eldesinde önem kazandığı çalışmada gösterilmiştir. Bu tasarımda FR4 eproxy malzeme,dielektrik sabiti (εr)= 4,4, anten genişliği 50mm ,uzunluğu 55mm taban malzemesi kalınlığı (h)= 1,6 mm alınmıştır ve tanjant kaybı (q)=0,02 kullanılmıştır. Bu çalışmada ana hedef beslemenin yerinin uygun şekilde değiştirilerek tasarlanan tek yarık açılmış antene göre %100 fazla band genişliği sağlanmasıdır. Geleneksel dikdörtgensel yama antene göre de yaklaşık 4 kat daha fazla band genişliği sağlamaktadır.Geleneksel antenimiz %66, dikdörtgen slot açılmış antenimiz %100 ve öneri olarak sunduğumuz anten %133 oransal bant genişliği sağlayarak Ultra bant genişliği özelliğini bu açıdan sağlamaktadır. Antenimiz düşük frekanslarda x-z düzleminde, frekans arttıkça farklı doğrultularda ışıma yapmaktadır. Farklı frekanslarda, farklı düzlemlerde, farklı açılarda ışımalar verilmiştir. Böylelikle anteni çevirmeden düşük frekansta z yönünde, yüksek frekansta farklı açıda max. Işıma yaparak aynı anda farklı uygulamalar için kullanılacak bir anten olmuştur. Bundan sonraki aşamalarda eğer gerekirse boyutlarının biraz daha küçültülmesi ve ışıma deseninde iyileştirme sağlanması şeklinde amaçlanmaktadır. Ayrıca besleme noktasına anahtarlama düzeneği kurularak, yönlü ışıma farklı açılarda değiştirilerek kontrol edilecek şekilde tasarım yapılması düşünülebilir. 2,4/5,2/5,8-GHz WLAN , 2,5/3,5/5,5-GHz WiMAX ,Uydu Bandlarının (S,C,X ) yönlü uygulamarında, biomedical uygulamalarda kullanılabilir faydalı bir tasarım olacaktır. Tasarımda gerçekleştirmeler sonlu elemanlar yöntemini kullanan Ansoft High Frequency Structure Simulator HFSS’de yapılmıştır.

Tez No: 472639