Mikrodalga linkleri için eksenel yer değiştirilmiş elips yansıtıcı anten tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of axially displaced elipsy reflective antenna for microwave links
Yazar: CEYDA AS
Danışman: PROF. DR. ALP ORAL SALMAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Haberleşme sistemlerinin en önemli parçasını antenler oluşturmaktadır. Haberleşmede yüksek hız, kapasite, erişilebilirlik vb. gibi kullanım alanlarının artması ile geniş bantlı ve dar hüzmeli (yüksek kazançlı) antenlere olan ihtiyaç da artmaktadır. Telefon operatörleri ve ISS (İnternet Servis Sağlayıcı) firmalarının kullandığı mikrodalga linkleri müşterilerine ulaşmada kolaylık sağlamaktadır. Bu tez kapsamında ise bu ihtiyacın karşılanmasına yönelik, mikrodalga linklerinin haberleşmesinde kullanılmak üzere Eksenel Yer Değiştirmiş Elips (EYDE) anteni olarak adlandırılan çift yansıtıcılı bir antenin tasarımı, analizi ve gerçekleştirilmesi yapılmıştır. Antenin beslemesinde ise hem dikey de hem yatayda olmak üzere çift kutuplu silindirik dalga kılavuzu yapısı kullanılmıştır. Anten, bir ISM bandında çalışmaktadır. Önce antenin analitik hesaplamaları, ardından benzetimler 'CST Microwave Studio' programında yapılmıştır. Benzetimlerde parametrik çalışmalarla, anten boyutları ve parametreleri istenen en iyi hale getirilmiştir. Antenin gerçekleştirilmesi aşamasında ana yansıtıcı, alüminyum sacın daha önceden yapılan tahta kalıba sıvama yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Silindirik dalga kılavuzu beslemesi ve eliptik alt yansıtıcı CNC'de alüminyum malzemeden üretilmiştir. Alt yansıtıcı CNC'de üretilen teflondan bir ara malzemeyle beslemeye tutturulmuştur. Tamamlanan EYDE antenin ölçümleri Kocaeli Üniversitesi Elektronik Haberleşme Mühendisliği'nde yer alan Mikrodalga ve Anten Laboratuvarındaki Rohde Schwarz ZVB20 model (10 MHz -20 GHz) Vektör Network Analizörü (VNA) kullanılarak yapılmış, sonuçların hesaplama ve benzetimlerle uyumluluğu gösterilmiştir. Kazancı 30 dBi'ye kadar çıkan EYDE yansıtıcı anten 4.5-6.5 GHz (C-bant) aralığında çalışmaktadır. Yatay ve dikey kutuplar arasındaki kuplaj, çalışma bandında -15 dBi ile -25 dBi arasında değişmektedir. 5.5 GHz merkez frekansında HPBW açıları, hem x-y düzleminde hem de x-z düzleminde yaklaşık 5.6o'dir. 5.5 GHz merkez frekansında yan lob seviyeleri, x-y ve x-z düzleminde ortalama -14.5 dB'dir.

Abstract:
Antennas are the most important part of communication systems. With the increase in usage areas such as high speed, capacity, accessibility, etc. in communication, the need for broadband and narrow beam (high gain) antennas also increases. Microwave links used by telephone operators and ISP (Internet Service Provider) companies make it easier to reach their customers. In order to meet this need, within the scope of this thesis, the design, analysis and implementation of a dual-reflector antenna called the Axially Displaced Ellipse (ADE) antenna to be used in the communication of microwave links has been carried out. A bipolar cylindrical waveguide structure was used in feed the antenna, both vertically and horizontally. The antenna operates in an ISM band. First, analytical calculations of the antenna and then simulations were made in the 'CST Microwave Studio' program. Antenna dimensions and parameters were optimized as desired through parametric studies in simulations. During the realization of the antenna, the main reflector was made by plastering the aluminum sheet onto the previously made wooden mold. Cylindrical waveguide feed and the elliptical sub-reflector are CNC manufactured from aluminum material. The subreflector is attached to the feed with a CNC-produced teflon intermediate material. Measurements of the realized ADE antenna were made using the Rohde Schwarz ZVB20 Model (10 MHz -20 GHz) Vector Network Analyzer (VNA) in the Microwave and Antenna Laboratory at Kocaeli University Electronics and Communication Engineering, and the consistancy of the results with calculations and simulations was demonstrated. The EYDE reflector antenna, with a gain of up to 30 dBi, operates in the 4.5-6.5 GHz (C-band) range. The coupling between horizontal and vertical poles varies between -15 dBi and -25 dBi in the operating band. At 5.5 GHz center frequency, HPBW angles are 5.4o in the x-y plane and 5.8o in the x-z plane. At the 5.5 GHz center frequency, sidelobe levels average -14.5 dB in the x-y and x-z planes.