ISM Band Haberleşme Uygulamaları İçin Origami Anten Tasarımı
Design of Origami Antenna for ISM Band Applications
Yazar: Çalışkan, Alper; Kızılay, Ahmet; Belen, Mehmet Ali; Mahouti, Peyman
Dergi: Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi No. 16, 2019
Anahtar kelimeler: Engineering ; Mühendislik ; Origami antenna,Size reduction,Reconfigurable antenna,ISM band applications ; Origami anten,Boyut azaltma,Yeniden yapılandırılan anten,ISM band uygulamaları

Son yıllarda, ebatları büyükantenlerin maliyetleri düşürmek adına minyatürleştirilmesi giderek artan birihtiyaç haline gelmiştir. Özellikle ticari ve askeri uygulamalar için küçükboyutlu, hafif ve geniş bantlı anten tasarımları önem kazanmıştır. Bu sebepleyeniden yapılandırılabilen antenler son yıllarda haberleşme alanındakiihtiyaçlardan dolayı popüler hale gelmektedir. Yeniden yapılandırılabilenantenler çok fonksiyonlu ve çok bantlı çalışmalar gibi benzersiz avantajlarasahip olmasının yanı sıra, tasarımların minyatürleştirilmesi sayesinde ilgiçekmektedir. Boyut indirgeme amaçlı yeniden yapılandırılabilen antentasarımında kullanılan tekniklerden biri de Origami katlama sanatıdır. Origamiiki boyutlu ortamı katlama vasıtasıyla istenen belirli özelliklerde belirli birbiçime getirilmesi olarak tanımlanabilir. Origami antenler hacim veya alandantasarruf sağlamaları yönünden oldukça kullanışlıdır. Bununla birlikte Origamişekillerinin, hâli hazırda kullanılan antenlerin yerlerine geçerek klasik antensistemlerinde köklü yenilikler getirebileceği düşünülmektedir. Bu çalışmakapsamında küçük boyutlu, taşınabilir, katlanabilir, düşük maliyetli veayarlanabilir yapılı anten tasarım problemini aşmak için değişebilenkatlamalı/Origami mikrodalga antenler incelenmiştir. Bu çalışma kapsamında ISMbant haberleşme sistemleri için loop ve helis anten modelleri incelenmiştir.Tasarımlarda CST Microwave Studio programı kullanılarak anten yapılarına aitbant genişliği, yansıma S11, kazanç ve ışıma örüntüsüne ek, anteninkatlama-açılma durumuna göre tasarımlara ait performans değişimleriincelenmiştir. Bu çalışma kapsamında 2.4 GHz frekans bandı uygulamaları içinkatlanabilir, yüksek kazançlı origami anten modelleri (Yagi-loop ve Helis)tasarımı yapılmıştır. Yapılan simülasyonlar sonucunda antenlerin geri-dönüşkaybı S11 -10dB altında elde edilmiştir. Anten boyutları katlanmaları ile%75-%80 oranında küçülebilmektedir. Yapılan simülasyonlar sonucunda origamianten yapısı sayesinde ağırlık, taşınabilirlik, istifleme, maliyet, yüksekperformans, huzme yönlendiriciliği açısından önemli derecede katkısağlayabileceği görülmüştür. Önerilen anten yapısının belirtilen özeliklerindendolayı birçok askeri ve ticari uygulamada avantaj sağlayacağı düşünülmektedir.

In recent years, the miniaturization of large sized antennas had become a necessity for low cost designs. Reconfigurable antenna had become popular recently due to their ability of being multifunctional, multi band alongside of ability of miniaturization in designs. One of the techniques of miniaturization for reconfigurable antenna is Origami folding. Origami antenna designs are efficient designs in means of reduced volume and size. Thus, it is possible to make great innovations in the currently used classical antenna designs with the usage of Origami designs. Herein, in order to achieve the challenging problem of, low size, mobile, foldable, low cost and reconfigurable antenna design Origami microwave antennas had been studied. İn this work, origami Loop and Helix antenna models for ISM band applications are investigated. The performance measures of Band-width, Return loss S11, Gain and radiation pattern of designs had been analysed using CST Microwave Studio. The performance measures of designs had been compared for the case of open and folded versions of antennas. Herein, design of high performance origami antennas (Yagi loop and helix) has been studied for applications at 2.4 GHz frequency band. The return loss characteristic of the simulated models has achieved a S11 level of less than -10 dB. With the folding ability of the antennas it is possible to reduce the total size of the antennas up to 75-80%. From the simulated results it can be concluded that with the usage of origami it is possible to achieve designs with reduced weight, higher mobility, low cost, high performance and designs with reconfigurable pattern ability. Thus, it can be concluded that the proposed antennas can be taken as advantages design for many military or civil communication applications.