5G uygulamaları için 5.2 GHz tek-bant özel yarıklı dikdörtgen yama mikroşerit anten ile 2.4 GHz ve 5.1 GHz çift-bant özel yamalı mikroşerit anten tasarımları
Designs of a 5.2 GHz single-band custom-slotted rectangular patch microstrip antenna and a 2.4 GHz and 5.1 GHz dual-band custom-patch microstrip antenna for 5G applications
Yazar: ABUBAKER OSMAN AHMED OSMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHADIR HİÇDURMAZ
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
5G, dijital dünyayla iletişim ve etkileşim şeklimizde devrim yaratmak üzere tasarlanmış kablosuz ağ altyapısının beşinci neslini ifade eden bir teknolojidir. Herhangi bir kablosuz cihazda kablosuz iletişimin performansı, verimli bir anten tasarımına bağlıdır. Mikroşerit antenler günümüzde Bluetooth, Wi-Fi, gezgin haberleşme, radar ve navigasyon gibi alanlarda sıklıkla kullanılmaktadır. 2.4 GHz ve 5 GHz frekans bantları, 5G'nin kablosuz uygulamaları için standart bantgenişliklerindendir ve bu frekans bantlarında çalışacak yüksek performanslı antenler tasarlamak büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, ilk aşamada, CST simülasyon programı kullanılarak 5 GHz frekans bandında çalışan geleneksel dikdörtgen yama mikroşerit antenin performansını artırmak amacıyla anten yamasında özel bir desenli oyuk yapısı tasarlanmıştır. Önerilen oyuk yapısına sahip antenin, oyuksuz yapıdaki geleneksel dikdörtgen yama antenine göre geri dönüş kaybının daha iyi olduğu görülmüştür. Tezde gerçekleştirilen diğer tasarımda ise, 2.4 GHz ve 5 GHz frekans bandında çalışacak özel bir yama desenine sahip mikroşerit anten, yine CST simülasyon programı kullanılarak tasarlanmıştır. İstenilen frekans bantlarında en uygun geri dönüş kaybını elde edebilmek amacıyla yama deseninin boyutları optimize edilmiştir. Her iki anten tasarımı için de hedeflenen rezonans frekanslarına yakın değerlerde önemli sonuçlar elde edilmiştir.

Abstract:
5G is a technology that represents the fifth generation of wireless network infrastructure designed to revolutionize the way we communicate and interact with the digital world. The performance of wireless communication on any wireless device depends on efficient antenna design. Microstrip antennas are commonly used today in areas such as Bluetooth, Wi-Fi, mobile communications, radar, and navigation. The 2.4 GHz and 5 GHz frequency bands are standard bandwidths for 5G wireless applications, and it is crucial to design high-performance antennas that operate in these frequency bands. In this thesis, in the first phase, a patterned slot structure was designed on the patch to improve the performance of a conventional rectangular patch microstrip antenna operating in the 5 GHz frequency band using the CST simulation program. It has been observed that the return loss of the antenna with the proposed slot structure is better compared to the conventional rectangular patch antenna without the slot. In another design carried out in the thesis, a microstrip antenna with a special patch pattern operating in the 2.4 GHz and 5 GHz frequency bands was also designed using the CST simulation program. The dimensions of the patch pattern were optimized to achieve the optimal return loss in the desired frequency bands. Significant results were obtained at values close to the targeted resonance frequencies for both antenna designs.