İnsansız hedef uçaklar için bir mikroşerit dizi anten tasarımı ve analizi
Design and analysis of a microstrip array antenna for unmanned target drone
Yazar: MESUT EROL
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZEN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde teknolojinin ilerlemesi ile ülkelerin savunma birimlerinde insansız hava araçları etkin bir rol almaya başlamıştır. İnsan kaybı riskini azaltması, maliyet etkin sistemler olması ve fiziksel olarak daha az yer kaplaması, insansız hava araçlarını etkili kılmaktadır. Pilot ile insansız hava aracı arasında iletişimin uzaktan olması sebebiyle, kullanımı etkileyen verilerin anlık ve kayıpsız olması, ilgili aracın kullanıldığı görevin başarılı olmasını sağlayan önemli özelliklerdendir. İnsansız hedef uçaklar, insansız hava araçları başlığı altında yer almakta, genellikle eğitim ve test amaçlı kullanılmaktadır. İnsansız hava araçları sınıfının diğer üyelerine kıyasla daha küçük boyutlarda olması sebebiyle manevra kabiliyetleri yüksek uçaklardır. 
Bu tez çalışmasında, insansız hedef uçakların hızlı manevraları esnasında oluşan veri kayıplarını azaltmak amacıyla mikroşerit dizi anten tasarımı ve analizi gerçekleştirilmiştir. Analitik yöntemler yardımıyla mikroşerit antenlerin tasarımındaki önemli faktörler değerlendirilmiştir. Çalışmada belirlenen hedef ve isterlere göre temel anten parametreleri incelenmiş, değişkenler tespit edilmiştir. Tasarlanan antenin merkez çalışma frekansı 2,62 GHz seçilmiştir. Dielektrik malzeme olarak FR-4 tercih edilmiştir. Maksimum güç iletiminin sağlanması için iletim hattı ile mikroşerit anten arasında çeyrek dalga boyu empedans uyumlandırması yapılmıştır. Mikroşerit antenin ölçülerinin hesaplanmasının ardından tasarım için CATIA programı kullanılmıştır. Sonlu integrasyon tekniği prensibiyle çalışan CST Studio Suite programı yardımıyla benzetimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında tasarımı gerçekleştirilen mikroşerit dizi anten üretilmiş, yansımasız oda içerisinde ölçümler yapılmıştır. Benzetim sonucunda yansıma katsayısı (S11) –21,63 dB olurken ölçüm sonucunda yansıma katsayısı –23,19 dB olmuştur. Diğer önemli parametre olan duran dalga oranı (DDO) ise benzetim sonucunda 1,18 değeri elde edilirken ölçüm sonucunda 1,14 değeri elde edilmiştir.

Abstract:
Today, with the advancement of technology, unmanned aerial vehicles have started to play an active role in the defense units of countries. Unmanned aerial vehicles are effective because they reduce the risk of human casualties, are cost-effective systems and physically occupy less space. Due to the remote communication between the pilot and the unmanned aerial vehicle, the instantaneous and lossless data affecting the use is one of the important features that ensure the success of the mission in which the relevant vehicle is used. Unmanned target drones fall under the category of unmanned aerial vehicles and are generally used for training and testing purposes. Due to their smaller size compared to other members of the unmanned aerial vehicles class, they are highly maneuverable aircraft.
In this thesis, a microstrip array antenna is designed and analyzed to reduce data loss during fast maneuvers of unmanned target aircraft. With the help of analytical methods, important factors in the design of microstrip antennas are evaluated. Basic antenna parameters are analyzed, and variables are determined according to the targets and requirements determined in the study. The center operating frequency of the designed antenna was chosen as 2.62 GHz. FR-4 was preferred as the dielectric material. Quarter-wavelength impedance matching is performed between the transmission line and the microstrip antenna to ensure maximum power transmission. After calculating the dimensions of the microstrip antenna, CATIA program was used for design. Simulations were performed with the help of the CST Studio Suite program, which works on the principle of finite integration technic. In the light of the results obtained, the designed microstrip array antenna was manufactured, and measurements were made in an anechoic chamber. As a result of the simulation, the reflection coefficient (S11) was -21.63 dB, while the measured reflection coefficient was -23.19 dB. Another important parameter, the standing wave ratio (SWR), was 1.18 in simulation and 1.14 in measurement.