Vivaldi anten dizisi tasarımı ve karşılıklı bağlaşımın varış yönü kestirimine etkisinin incelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında merkez frekansı 2.4 GHz olacak şekilde bir Vivaldi anten tasarlanmıştır. Daha sonra tasarlanan bu Vivaldi anten 4 ve 8 elemanlı olacak şekilde dizi haline getirilerek antenlerin çıkış empedansını, dizinin ışıma örüntüsünü değiştiren, diziye gelen sinyal kaynaklarının varış-yönü kestirim (Direction of Arrival, DoA) performansını düşüren dizi elemanları arasındaki karşılıklı bağlaşım (mutual coupling) etkisi incelenmiştir. Karşılıklı bağlaşım etkileri ortam koşullarına göre ve zamanla değişkenlik gösterdiği için karşılıklı bağlaşım matrisleri anlık olarak otomatik-kalibrasyon yöntemiyle hesap edilerek varış-yönü kestirim algoritmalarının performansları arttırılmaya çalışılmıştır. Bu tez kapsamında belli bir açı aralığında taranan varış-yönü kestirim algoritmalarından Minimum Varyanslı Bozunumsuz Tepki (Minimum Variance Distortionless Response, MVDR), Çoklu Sinyal Sınıflandırması (Multiple Signal Classification, MUSIC) ve Kök-MUSIC (Root-MUSIC) algoritmalarının performansları karşılıklı bağlaşım etkileri altında karşılaştırılmış ve dizi yapısı ile ilişkisi gösterilmiştir.In this thesis, a Vivaldi antenna with a center frequency of 2.4 GHz is designed. By arranging the Vivaldi antenna with 4 and 8 elements, the mutual coupling effect, which changes the output impedance of the antennas and the radiation pattern of the array, also decreases the direction of arrival estimation performance of the signal sources coming into the array, is investigated. Since the mutual coupling effects vary with respect to the environmental conditions and over time, the mutual coupling matrices are calculated instantly with the automatic-calibration method, which increases the performance of the direction of arrival estimation algorithms. Within the scope of this thesis, the performances of Minimum Variance Distortionless Response (MVDR), Multiple Signal Classification (MUSIC) and Root-MUSIC algorithms, which are scanned in a certain angle range, are compared under the effects of mutual coupling and their relationship with the array structure is shown.