8 elemanlı seri beslemeli yama anten tasarımı
Design of 8 element series feed patch antenna
Yazar: TUNAHAN GÜNEŞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FUNDA ERGÜN YARDIM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Mikroşerit antenler = Microstrip antennas

Özet:
Haberleşme sistemlerinde dizi anten yapılarının gerekliliği ve önemi giderek artmaktadır. Dizi anten yapılarının sağladığı ışıma gücünün veya iletim ortamından gönderilen sinyallerin maksimum verimde alıcı modülüne aktarılması ve hedef odağında olmayan alanlardan iletilen girişim ya da karıştırma kaynaklarına engel olunması gibi temel özellikleri sayesinde haberleşme sistemlerinde tercih edilmektedir.  Bu çalışmada, 24-25 GHz frekans aralığında verimli çalışan, aynı giriş portu beslemesini ve seri kombinasyon besleme hattını kullanan, yüksek kazançlı ve düşük yan kulak seviyesine sahip, 8 elemanlı seri beslemeli mikroşerit yama anteni tasarlanmış ve tasarlanan antenlerin performans analizleri sunulmuştur. Optimize edilmeden tasarım parametreleri kullanılarak tasarladığımız bu anten, bakır materyalinden oluşan bir toprak zemine, ardından 3,66 değerindeki bağıl geçirgenliğe sahip, 0,25 mm kalınlığındaki RO4350B materyalinden oluşan dielektrik alt tabaka üzerine konumlandırılmıştır. 24,411 GHz'de rezonansa giren, seri beslemeli anten S1,1<–10 dB empedans değerine sahiptir. S1,1 parametre değeri -42,970552 dB'dir. Tasarlanan antenin VSWR değeri 1,0143104 olarak elde edilmiştir. Anten, 15,5 dBi'lik bir tepe kazancı sergilemiştir. Işıma verimliliği -0,6342 dB iken toplam verimliliği -0,6344 dB olarak elde edilmiştir. Yan kulak seviyesi -13,1 dB olarak elde edilmiştir. 3dB açısal genişliği 12,4°'dir. Anten tasarım parametrelerinin değiştirilmesiyle elde edilen yeni simülasyon sonuçları, ilk tasarlanan anten simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmış ve çıkan sonuçlarda en verimli anten yapısı elde edilmeye çalışılmıştır.

Abstract:
The necessity and importance of array antenna structures in communication systems are increasing. Array antenna structures are preferred in communication systems due to their basic features such as transferring the radiated power provided by them or the signals sent from the transmission medium to the receiver module with maximum efficiency and preventing interference or jamming sources transmitted from areas not in the target focus. In this study, an 8-element series-fed microstrip patch antenna operating efficiently in the 24-25 GHz frequency range, using the same input port feed and series combination feed line, having high gain and low side lobe level is designed and the performance analysis of the designed antennas are presented. This antenna, which we designed using design parameters without optimization, is positioned on a ground surface consisting of copper material, and then on a dielectric substrate consisting of 0,25 mm thick RO4350B material with an insulation constant of 3,66. The series-fed antenna, which resonates at 24,411 GHz, has an impedance value of S1,1< -10 dB. S1,1 parameter value is -42,970552 dB. The VSWR value of the designed antenna is obtained as 1,0143104. The antenna exhibited a peak gain of 15,5 dBi. Radiation efficiency is -0,6342 dB while total efficiency is obtained as -0,6344 dB. The side lobe level is obtained as -13,1 dB. 3dB angular width is 12,4°. The new simulation results obtained by changing antenna design parameters are compared with the first designed antenna simulation results and the most efficient antenna structure is tried to be revealed in the results.