Ku-bant frekanslarında mikroşerit anten dizisi tasarımı
Microstrip antenna array design at Ku-band frequencies
Yazar: COŞKUN KARAKUŞ
Danışman: DOÇ. DR. EROL SEKE ; DOÇ. DR. HAYRETTİN ODABAŞI
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Telekomünikasyon  - Sinyal İşleme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Gelişen teknoloji ile birlikte kablosuz haberleşme gündelik hayatın büyük bir bölümünü kapsamaktadır. Bu haberleşmeyi sağlayan en büyük yapılar antenlerdir. Bu çalışmada Ku bant frekanslarında haberleşme yapan mikroşerit anten dizisi tasarımı hedeflenmiştir. Ku bant frekans aralığı 12-18 GHz'dir. Bu antenler özellikle uzay endüstrisi, askeri telsiz ve ekipman sistemleri, GPS ve GSM uygulamaları ile uydu haberleşme sistemlerinde kullanılmaktadır. 
Mikroşerit antenler küçük boyları ve hafifliği, ince yapılarıyla kullanılacakları yapıları bozmamaları ve kolay montajlanması, doğrusal ve dairesel kutuplanma özelliğine sahip olmaları ve çeşitli geometrik şekillerde kullanılması nedeniyle tercih edilmektedirler. Mikroşerit antenlerin dezavantajları dar bant genişliği, düşük kazanç ve kayıplarının fazla olmasıdır. Bu dezavantajları iyileştirmek için birden fazla farklı geometrideki antenleri bir araya getirerek anten dizileri oluşturulabilir ve dezavantajları ortadan kaldırabilir. 
Bu çalışmada Ku bant frekanslarında mikroşerit anten dizisi tasarımı üzerinde durulmuştur. İlk olarak 12 GHz frekansında çalışan referans bir mikroşerit anten tasarlanmıştır. Sonrasında anten sayısı arttırılarak anten dizileri tasarlanmıştır. Tasarlanan anten dizileri ile element sayısı arttıkça antenlerin kazanç, yönlülük, bant genişliği ve verimlilikleri incelenmiştir. Tasarımda Rogers TMM4 (h=0.76 mm) dielektrik malzemesi kullanılmıştır. Computer Simulation Technology Microwave Studio (CST MWS) programı ile antenlerin tasarımı ve simülasyonu yapılmıştır. Ku bant 4x4 mikroşerit anten dizisini laboratuvar ortamında gerçekleyerek ölçümler yapılmıştır. Simülasyon sonuçları ile ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır.

Abstract:
With the developing technology, wireless communication covers a large part of daily life.  The largest structures that provide this communication are antennas.  In this study, we aim to design a microstrip antenna array that communicates at Ku band frequencies.  Ku band frequency range is 12-18 GHz. These antennas are especially used in space industry, military radio and equipment systems, GPS and GSM applications.  These antennas are mainly used in the space industry, military radio and equipment systems, GPS and GSM applications and satellite communication systems. 
Microstrip antennas are preferred because of their small size, light weight, thin structure, easy installation, linear and circular polarization and various geometric shapes.  The disadvantages of microstrip antennas are narrow bandwidth, low gain and high losses.  To ameliorate these disadvantages, antenna arrays can be formed by combining multiple antennas of different geometries and eliminate the disadvantages.
This study focuses on the design of microstrip antenna arrays at Ku band frequencies. First, a reference microstrip antenna operating at 12 GHz is designed. Then, antenna arrays are designed by increasing the number of antennas. The gain, directivity, bandwidth and efficiency of the designed antenna arrays are analyzed as the number of elements increases. Rogers TMM4 (h=0.76 mm) dielectric material was used in the design. Computer Simulation Technology Microwave Studio (CST MWS) was used to design, optimize and simulate the antennas. The Ku band 4x4 microstrip antenna array was realized in the laboratory environment and measurements were performed. Simulation results and measurement results are compared.