Yüzey uyumlu dairesel dizi anten analiz ve tasarımı
Conformal circular array antennas analysis and design
Yazar: KORAY SÜRMELİ
Danışman: DOÇ. DR. AHMET KIZILAY ; DOÇ. DR. BAHATTİN TÜRETKEN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Anten = Antenna ; Anten dizileri = Antenna arrays ; Güç bölücüler = Power dividers ; Mikroşerit antenler = Microstrip antennas

Özet:
Elektromanyetik veya akustik dalgalar kullanarak hedeflerin tespit edilmesi, takibi ve görüntülenmesi amacıyla kullanılan radarlar elektronik savunma sistemlerinde çok önemli bir yere sahiptir. Radarların en önemli bileşeni şüphesiz antenlerdir. Birçok radar uygulamasında hüzme genişliğini daraltmak, kazancı artırmak ve hüzme tarama gerçekleştirebilmek amacıyla dizi antenler kullanılmaktadır. Dizi antenlerin en önemli karakteristik bileşeni ışıma diyagramıdır. Işıma diyagramı ana hüzme ve yan kulakçıklar olmak üzere iki temel bölgeden oluşmaktadır. Girişim etkilerinin oluşmaması için yan kulakçık seviyelerinin ana hüzmeden mümkün olduğu kadar düşük olması istenir. Bu durum dizi elemanlarının uygun besleme katsayıları ile beslenmesiyle elde edilir. Bu amaçla Taylor, Dolph-Chebysev, Binom ve Bayliss gibi anten besleme metotları geliştirilmiştir. Bu proje, dost düşman tanıma sistemleri için dairesel ve eş aralıklı olmayan (nonuniform) dizi anten analizlerini içermektedir.Tez kapsamında dairesel diziler için yatay düzlemde toplam ve fark ışıma diyagramları analizleri gerçekleştirilmiştir. Sistemde aynı anda beslenen elemanların oluşturmuş olduğu dairesel dizi eş aralıklı olmayan doğrusal diziye dönüştürülmüş ve uygun bir çizgisel kaynak dağılımı kullanılarak elemanlar için besleme genlik katsayıları hesaplanmıştır. Elde edilen besleme genlik dağılımı dairesel diziye uygulanmış ve böylece hem toplam hem de fark ışıma diyagramları için yan kulakçık bastırma çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Bu çalışmada dipol, Yagi ve yama antenleri olmak üzere üç farklı anten yapısının kullanıldığı dairesel diziler ve bu dizilere karşılık gelen eş aralıklı olmayan doğrusal diziler tasarlanmıştır. Besleme genlik dağılımlarını elde edebilmek amacıyla bir program yazılmıştır. Farklı antenler kullanılmasının ışıma diyagramları üzerine etkileri de ayrıca incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar grafikler halinde verilmiştir.Tez kapsamında on altı elemandan oluşan eş aralıklı olmayan bir yama anten dizisi tasarlanmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dizi antenin fark ışıma diyagramında yan kulakçıkları bastırmak amacıyla besleme genlik katsayıları tezde önerilen yöntem kullanılarak hesaplanmış ve bu besleme genlik dağılımını sağlayacak mikroşerit güç bölücü yapısı tasarlanarak üretimi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca fark ışıma diyagramını elde etmek için 180 derece hibrit kuplör tasarlanmış ve üretimi gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Radars which uses electromagnetic or acoustic waves are used for target determining, tracking and displaying and have a very important role in electronic defence systems. The most important part of the radars is clearly antenna. Array antennas are used for narrowing the beam, increasing the gain and the beam scattering in most of radar applications. The most characteristic part of the array antennas is the array pattern. Pattern consists of two main components such as main beam and side lobes. In order to avoid the interference effects, the side lobes are preferred as low as possible compare to main lobe. This is obtained when proper excitation coefficients are used for arrays? radiating elements. For this purpose, antenna feeding methods such as Taylor, Dolph-Chebysev, Bayliss, Binom are developed. This thesis includes circular and nonuniform array analysises for identification of friend of foe (IFF) systems.In this study, sum and difference pattern analyses are realized for circular array at horizontal plane. The circular array having simultaneously feeding elements is transformed a nonuniform array and element excitation coefficients are calculated by using a proper line source distribution. The obtained excitation coefficients are used in circular array and thus, side lobe suppression is realized for both sum and also difference beams.In this study, three circular arrays using different elements such as dipole Yagi and circular patch antennas are corresponding non-equispaced linear arrays are designed. A program is written in order to obtain the feeding amplitude distribution. Also usage of different antenna element?s effects on the radiation pattern is examined. The obtained results are given as graps.A non uniform patch array consists of sixteen radiating elements is designed and fabricated. To suppress the side lobe levels of the difeerence beam in the designed array antenna, the excitation coefficients are calculated by using the proposed method and a Microstrip power divider providing these coefficients is designed and fabricated. Also, a 180 degrees hybrid coupler is designed and fabricated to obtain the difference beam.