Farklı yapılardaki seramik malzemelerin mikroşerit anten olarak tasarımları ve elektriksel performanslarının analizi
Microstrip antenna designs and electrical performance analysis of ceramics in different structures
Yazar: MAHAMMAD ISAYEV
Danışman: DOÇ. DR. SEYFETTİN SİNAN GÜLTEKİN
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Mikroşerit yama antenler küçük, hafif, kullanışlı ve üretimlerinin ucuz olmalarının yanında, rezonans frekansı, bant genişliği, geri dönüş kaybı, kazanç ve verim gibi elektriksel parametrelerinin elde edilebilmesinde güçlükler vardır. Özellikle yüksek frekanslarda, kullanılan malzemenin dielektrik özelliği mikroşerit antenlerin sayılan tüm parametrelerini değiştirebilmekte ve anten performansını büyük oranda etkileyebilmektedir. Uygun fiziksel koşul ve yapılarda istenilen anten performansını elde edebilmek için günümüzde araştırmacılar farklı malzemeler üzerinde çalışmalar yapmakta ve performansı yüksek bir anten için optimizasyon teknikleri kullanmaktadırlar. 
Son yıllarda araştırmacılar, yüksek bant genişliği ve yüksek kazançları, düşük geri dönüş kayıpları nedeniyle seramik malzemeler üzerinde çalışmaları yoğunlaştırmışlardır. Bu çalışmaların artmasının bir nedeni de seramik malzemelerin sıcaklık değerlerinin yüksek olması ve dayanıklı olmalarıdır.
Bu tez çalışmasında da seramik malzemeler üzerinde mikroşerit anten yapılarının performansları değerlendirilmiş, karşılaştırmaları yapılmış ve literatüre sunulmuştur. Çalışmalar dikdörtgen şekilli yama üzerine yapılmış ve tasarım denklemleri kullanılarak yama ve toprak boyutları, özelliklede besleme noktası konumu hesaplanarak simüle edilmiş ve tasarlanmıştır. Tasarımı ve üretimi yapılan antenlerin kalınlıkları aynı alınarak beş farklı seramik malzeme üzerine yapılmış ve performansları incelenmiştir. Seramik malzemelerle tasarlanıp simüle edilen ve üretilen antenlerin tümü için, 2.4 GHz (Wi-Fi), 5.8 Ghz (Wimax) ve 10 GHz (X-Band) frekanslarında çalışılmıştır. 
Tasarlanıp simülasyonları yapılarak üretilen antenlerin bant genişliği, geri dönüş kaybı, kazancı ve duran dalga oranı gibi elektriksel parametrelerinin ölçümleri yapılmış, simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, seramik malzemelerin Wi-Fi, Wimax ve X-Band gibi kablosuz haberleşmede yoğun olarak kullanılan bandlarda kullanılabileceğini göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Seramik,  ISM band, X band, Wimax, Wi-Fi, kazanç.

Abstract:
Although microstrip patch antennas are small, light, convenient and inexpensive to manufacture, there are difficulties in obtaining electrical parameters such as resonance frequency, bandwidth, return loss, gain and efficiency. Especially at high frequencies, the dielectric property of the material used can change all the parameters of microstrip antennas and can greatly affect the antenna performance. In order to achieve the desired antenna performance in suitable physical conditions and structures, researchers are currently working on different materials and using optimization techniques for a high-performance antenna. 
In recent years, researchers have focused on ceramic materials due to their high bandwidth, high gain, and low return losses. One of the reasons for the increase in these studies is that the temperature values of ceramic materials are high, and they are durable. 
In this thesis, the performances of microstrip antenna structures on ceramic materials were evaluated, compared, and presented to the literature. The studies were carried out on a rectangular patch, and the patch and soil dimensions, especially the feed point location, were calculated using design equations and simulated and designed. 
The thicknesses of the designed and produced antennas were taken the same, they were made on five different ceramic materials and their performances were examined. All of the antennas designed, simulated, and manufactured with ceramic materials were operated at 2.4 GHz (Wi-Fi), 5.8 GHz (Wimax) and 10 GHz (X-Band) frequencies. 
Measurements of electrical parameters such as bandwidth, return loss, gain and standing wave ratio of the antennas produced by designing and simulating were made and compared with the simulation results. The results showed that ceramic materials can be used in bands that are used extensively in wireless communication such as Wi-Fi, Wimax and X-Band.
Keywords: Ceramic, ISM band, X band, Wimax, Wi-Fi, gain.