Mikroşerit anten ve filtresinin tasarımı
Design of a microstrip antenna and its filter
Yazar: SERAP KİRİŞ
Danışman: PROF. DR. PINAR ÇİVİCİOĞLU BEŞDOK
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Sivil Havacılık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Sivil Havacılık = Civil Aviation

Özet:
Mikrodalga haberleşmesi havacılıkta oldukça yaygındır. Mikroşerit antenler radarların, radyo altimetrelerin, uyduların ve daha birçok havacılık haberleşme sisteminin parçasıdırlar. Haberleşme sistemlerinin çoğunda birden fazla frekans yayınının aynı sistem üzerinden gerçekleştirilmesi istenir. Bu tezde, bir bantta yayın yapan mikroşerit anten iki bantta yayın yapacak şekilde değiştirilmiştir. İki bantlı yayının uydu haberleşmesinde sıklıkla kullanılan S bandında yapılması hedeflenmiştir. S bandı 2-4 GHz arasındaki frekans bandıdır. Tek bantlı bir mikroşerit antenin iki bantta uyarılmasını sağlamak için antenin her iki kenarından beslenmesi veya köşegeni üzerinden beslenmesi gibi her iki yayılım modunu da harekete geçiren seçenekler bulunmaktadır. Bu tezde kullanılan yöntem yüzey akımlarının yolunu değiştirmek için yama üzerinde U şekilli bir yarık açmak olmuştur. Mikroşerit anten tasarımını gerçekleştirecek yapay sinir ağına veri üretmek amacıyla bir algoritma yazılmıştır. Algoritmanın her döngüsünde U şekilli yarığın boyutları sırayla birer milimetre azaltılmış ve hesaplanan yeni anten boyutları ağa giriş çıkış verisi olarak sunulmuştur. Besleme noktası klasik yöntemlerle hesaplandığında kaynaktan antene aktarılan gücün yeterince yüksek değerlerde olmadığı görülmüştür. Bu sebeple antenin yaması üzerinde yarık açmadan önce optimizasyon yapılmış ve besleme noktasının en uygun değeri bulunarak verimli bir anten elde edilmiştir. Tezin son bölümünde ise antenin iki frekans bandındaki sinyallerini süzmek için aynı dielektrik madde üzerinde iki ayrı mikroşerit filtre tasarlanmış ve sonuç olarak haberleşme sistemi tamamlanmıştır.

Abstract:
Microwave communication is quite common in aviation. Microstrip antennas are part of radars, radio altimeters, satellites and many other aviation communication systems. In most of the communication systems, more than one frequency broadcast is desired to be realized through the same system. In this thesis, a microstrip antenna broadcasting in one band has been modified to broadcast in two bands. It is aimed to make the two-band broadcast in the S band, which is frequently used in satellite communication. The S band is a frequency band between 2-4 GHz. In order to make a single band microstrip antenna stimulate in two bands, there are options such as feeding from either side of the antenna or diagonal feeding that activate both two propagation modes. The method used in this thesis is opening a U-shaped slot on the patch in order to change the paths of surface currents. An algorithm has been developed to produce data for an artificial neural network for realizing the design of the microstrip antenna. In each iteration of the algorithm, both the width and length dimensions of the U-shaped slot have been decreased one millimeter, respectively, and the calculated new antenna dimensions have been given as input-output data to the network. When the feed point was calculated by classical methods, it was seen that the transmitted power from the source to the antenna was not high enough. Therefore, the antenna has been optimized before opening the slot on the patch, and an efficient antenna has been obtained by finding the optimal value of the feed point. In the last section of the thesis, two separate microstrip filters have been designed on the same dielectric to filter the two frequency bands of the antenna and consequently the communication system has been completed.