Elektromanyetik görünmezlik için pelerin tasarımı
Cloak design for electromagnetic invisibility
Yazar: MOHAMAD NOUR AHMAD
Danışman: PROF. DR. GONCA ÇAKIR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Elektromanyetik görünmezlik konusu birçok sivil ve askeri uygulamada ilgi çekmektedir. Askeri uygulamalarda daha ziyade radara karşı görünmezlik ön plandadır ve radardan gönderilen elektromanyetik dalgaların hedefe çarptıktan sonra tekrar radara doğru saçılmaması için, hedef soğurucu tabakalarla kaplanır ya da dalganın başka bir yöne doğru yansımasını sağlayacak geometriler kullanılır. Bu tip uygulamalarda radara karşı görünmezliğin tanımı hedefin Radar Kesit Alanı (RKA) ile yapılır ve RKA'nın düşürülmesi için değişik teknikler uygulanır. Bir başka görünmezlik türü ise, radar ya da haberleşme anteninden gelen elektromanyetik dalgaların "hedef yokmuş gibi" hedefin etrafından dolanarak yoluna devam etmesidir. Bu tip uygulamalar için tasarlanan yapılara literatürde "Elektromanyetik Pelerin Yapıları" (Electromagnetic Cloaking Structures) ismi verilmiştir. Elektromanyetik pelerinler kapladıkları cismin üzerine gelen elektromanyetik dalgaların saçılmasını azaltıp dalgaların yayılma yönünde iletilmesini sağlamaktadır. Elektromanyetik Pelerinlerin dezavantajları pelerin kaplı cisim üzerinden iletilen dalgaların faz bozulmasına uğraması ve bant genişliklerinin dar olmasıdır. Bu tezde geniş bantlı elektromanyetik pelerin tasarımı hedeflenmiştir. Bunu gerçekleştirmek için log-periyodik anten dizisi, yama anten formunda kullanılarak pelerin tasarımı yapılmıştır. Log-periyodik yama anten dizisi tasarımı için birden fazla yöntem bulunmaktadır. Pelerin tasarımında yama antenlerin bir katmanda ve besleme iletim hattının farklı bir katmanda olduğu iki katmanlı yöntem kullanıldı. Tasarlanan log-periyodik yama anten dizisi bir silindir oluşturacak şekilde bükülerek pelerin tasarımı tamamlandı. Elde edilen bant genişliği %40 olup, literatürdeki diğer elektromanyetik pelerinlere kıyasla çok daha iyi bir performans göstermektedir.

Abstract:
The electromagnetic invisibility topic is of interest to many civil and military applications. In military applications, invisibility to radar is more relevant, to make electromagnetic waves sent from radar don't scatter again toward radar after hitting a target, the target is covered with absorber layers or it uses geometries that make incident waves reflecting to another direction. In this type of application invisibility against radar is defined using Radar Cross Section (RCS) and various techniques are applied to minimize RCS. Another type of invisibility occurs when electromagnetic waves transmitted from radar or telecommunication antenna follow the vicinity of the target object and continue propagation "as there is no target". Designing structures for such applications are called in the literature "Electromagnetic Cloaking Structures". Electromagnetic cloak coverage of an object minimizes the scattering of incident electromagnetic waves while it transmits incident waves in the propagation direction. Disadvantages of electromagnetic cloaks are that incident waves which transmitted over cloak covered object are phase distorted and they have a narrow bandwidth. In this thesis, it is aimed to design a wideband electromagnetic cloak. Log-periodic antenna arrays are used in the form of patch antenna to achieve this aim. There are several methods to design a log-periodic patch antenna array. Two layered method in which patches are laid on a layer and feed line laid on another layer is used to design the cloak. After bending the designed log-periodic antenna array to make a cylinder, cloak design is completed. The resulted bandwidth is 40%, comparing it to other electromagnetic cloaks in literature this work's result demonstrates  much better performance.