Kusurlu zemin yüzeyinde kare yarık halka rezonatörü kullanılan metamalzeme mikroşerit anten tasarımı ve performans incelemesi
Design and performance exploration of a dgs metamaterial microstrip patch antenna by etching square split ring resonator shaped defects on the ground plane
Yazar: SELİN ÖNEY
Danışman: PROF. DR. SEDAT NAZLIBİLEK
Başkent Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Metamalzemeler = Metamaterials ; Mikroşerit antenler = Microstrip antennas ; Rezonatör = Resonator ; Zemin yapısı = Soil structure

Özet:
Yapılan bu tez çalışmasında ilk olarak 5.8 GHz frekansında çalışan gömme beslemeli (inset
fed) mikroşerit yama anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan anten için alttaş Rogers
RT Duroid 5880 malzemesine dayanarak dielektrik katsayısı 2.2, kalınlığı 0.9 mm
belirlenmiş ve tasarımlar gerçekleştirilmiştir. Zemin yüzeyi geometrisi olarak kare yarık
halka rezonatörü şekli tercih edilmiş olup birçok kusurlu zemin yüzeyi tasarlanmış ve anten
parametreleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Kare yarık halka rezonatörü tasarımı
(Square Split Ring Resonator, S-SRR) MATLAB ve CST programlarının birlikte
çalıştırılmasıyla geliştirilmiş ve optimize edilmiştir. Yapılan tasarımlarda antenin yama
pozisyonu, besleme hattı uzunluğu ve kare yarık halka rezonatörleri arasındaki mesafenin
anten parametrelerini ne yönde değiştirdiği ele alınmıştır. Tez çalışmasının son aşamasında
tek frekans bandında ve birden fazla frekans bandında çalışan antenler elde edilmiştir.
Advanced Design Systems (ADS) programında yapılan simülasyonlardan elde edilen
bulgulara göre tek frekans bandında çalışan anten tasarımlarında bant genişliği, geri dönüş
kaybı, kazanç ve radyasyon verimliliği parametrelerinde iyileşme gözlemlenmiştir. Çok
bantlı anten özelliği geliştiren tasarımlarda kazanç değeri 5.8 GHz için düşmüş olsa da
antenin yama şekli değiştirilmeden birden fazla frekans aralığında çalışma özelliği kazandığı
gözlemlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, an inset fed microstrip patch antenna designed operating at a frequency of 5.8
GHz was first performed. The substrate for the designed antenna is based on Rogers RT
Duroid 5880 material with a dielectric coefficient of 2.2 was designed, and its thickness was
determined to be 0.9 mm. A square split ring resonator shape has been preferred as the
ground surface geometry, and many defected ground surfaces have been designed and their
effects on antenna parameters have been studied. The square split ring resonator (S-SRR)
design has been improved and optimized by running MATLAB and CST programs together.
In the designs made, in which way the patch position of the antenna, the length of the feed
line and the distance between the square split ring resonators changes the antenna parameters
were considered. Antennas operating in one frequency band and in more than one frequency
band were obtained at the final stage of the study. According to findings from simulations
of antenna designs done in Advanced design systems (ADS) program, antennas which
operating in a single frequency band improvement in the parameters of bandwidth, return
loss, gain, and radiation efficience has been observed. Although the gain value has decreased
for 5.8 GHz operating frequency in designs that have developed a multi-band antenna
feature, it has been observed that the antenna has gained the ability to work in multiple
frequency ranges without changing the patch shape.