Mikroşerit yama antenlerde ön arka lob oranının artırılması
Front to back ratio enhancement for microstrip patch antenna
Yazar: ERDEM ÇETİNTÜRK
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:
Arkası iletken toprak tabakası kaplı olan mikroşerit yama antenler, iletken yamanın bulunduğu ön düzleme dik doğrultuda ışıma yaparlar. Bazı uygulamalarda, örneğin cep telefonlarında özgül soğurma oranını (ÖSO) düşük tutmak için, tek yönlü ışıma yapan ve ön-arka lob oranının düşük olduğu mikroşerit antenler tercih edilir. Her ne kadar mikroşerit antenlerin yamanın bulunduğu düzleme dik doğrultuda ışıma yaptığı ifade edilse de istenmeyen geriye doğru ışıma da meydana gelmektedir, bu da ön-arka lob oranını (ÖALO) azaltmaktadır. Bu çalışmada, yarıklı toprak yapısı (YTY) kullanılarak ön-arka lob oranı arttırılmış dikdörtgen bir mikroşerit yama anten tasarlanmıştır. 2.4 GHz çalışma frekansında tasarlanan mikroşerit yama anten, 80x80x0.035 mm3 bakır toprak ile desteklenen ve dielektrik sabiti 4.08 olan FR4 alt katmandan oluşmaktadır. 
Geriye doğru ışımaları azaltmak için yarıklı toprak yapısı olarak farklı uzunluklardaki tekil yarıklar, toprak tabakası üzerinden kazınarak modellenmiştir. Toprak yapısında kullanılan yarıklar ile yama antenin ön-arka lob oranı önemli ölçüde artırılmıştır. CST Microwave Studio kullanılarak elde edilen simülasyon sonuçları ön-arka lob oranının 18.23'ten 33.87'e artırılabileceğini göstermektedir. Laboratuvar ölçümleri ile simülasyon sonuçları doğrulanmıştır.  
Anahtar Kelimeler: Anten Kazancı, Anten Simülasyonu Mikroşerit Yama Anten, Ön-Arka Lob Oranının Artırılması, Yarıklı Toprak Yapısı.

Abstract:
The microstrip patch antennas whose back layer is covered with a conductive ground layer radiate perpendicularly to the plane where the conductive patch is. Unidirectional microstrip antennas whose Front-To-Back Ratio (FTBR) is low are preferred to reduce the Specific Absorption Rate (SAR) in some applications such as mobile phones, Although microstrip antennas are said to radiate perpendicularly to the plane where the conductive patch is, the radiation in the backward direction occurs and this decreases the FTBR. In this paper, a rectangular microstrip antenna with Defected Ground Structure (DGS) is developed to improve the Front-To-Back Ratio (FTBR). The proposed microstrip patch antenna was designed at 2.4 GHz operating frequency and it consist of FR4-Lossy substrate with 4.08 relative permittivity, backed by 80x80x0.035 mm3 copper ground plane. To reduce the radiation in the backward direction, as DGS, single slot with several lengths is modeled by etching off shape on the ground plane. 
By using slots within the bare ground surface, the front-to-back ratio of a patch antenna significantly increased. The simulation results obtained, by using CST Microwave Studio 2016, Show that the front to back ratio can be increased from 18.23 to 33.87. The results of simulation have been verified with measurements in laboratory. 
Keywords: Antenna Gain, Antenna Simulation Microstrip Patch antenna, Front-To-Back Raito Enhancement, Defected Ground Structure.