Geniş bantlı sistemler için dairesel mikroşerit yama anten tasarımı

Abstract

Bu çalışmada, mikroşerit yama antenler (microstrip patch antenna, MPA) ile ilgili olarak farklı geometrik özelliklere sahip tasarımlara yer verilmiştir. Anten parametreleri MPA kullanımı için detaylandırılmış ve birbirleriyle kıyaslanarak uygun tasarım oluşturulmaya çalışılmıştır. Tezin ilk aşamasında MPA yapısı, özellikleri incelenmiş olup, avantajları/dezavantajları detaylandırılmış ve geometrik özelliklerinden bahsedilmiştir. İkinci aşamada CST Microwave Studio yazılımı aracılığıyla dairesel şekilli MPA uygulamaları üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Basit geometrili dairesel ve dikdörtgen MPA üzerinde analizler yapılıp alınan değerler neticesinde geometrileri üzerinde tasarım değişiklikleri yapılmış, girinti beslemeli ve ayrık halka rezonatör (split ring resonator, SRR) ilaveli yeni tasarım geometrileri gerçekleştirilmiştir. Dairesel ve dikdörtgen MPA yapıları bant genişliği, kazanç ve verimlilik gibi özellikleri ile kıyaslanmış ve tasarım çalışmalarına dairesel MPA ile devam edilmiştir. Son yıllarda literatüre metamalzemeler olarak giren ayrık halka rezonatörleri hakkında detay verilip uygulamada ne gibi sonuçlar verdiği farklı geometri denemeleri ile sonucunda simülasyon çalışmaları vasıtasıyla gösterilmiştir. Tasarım çalışmaları CST Microwave Studio yazılımı aracılığıyla simüle edilmiş, saçılma parametreleri (S11), kazanç, toplam verimlilik, ışıma örüntüsü ve yüzey akım yoğunluğu çıktıları gösterilmiş ve sonuçların tutarlı olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, various implementations on the microstrip patch antennas (MPA) with different geometric properties are simulated. Antenna parameters have been detailed and these parameters have been compared with each other in order to meet suitable design conditions. In the first part of the thesis, MPA structure and its properties are examined, its advantages, disadvantages and geometric features are elaborated. In the second part, circular MPA applications are analyzed by CST Microwave Studio software. As a result of the analysis, which have been run on basic geometries such as circular and rectangular MPAs, new design geometries with inset fed and split ring resonator (SRR) are introduced. Circular and rectangular MPA structures are compared with their characteristics such as bandwidth, gain and efficiency and as a result design studies are continued with circular MPA. The circular antennas that have lower voltage standing wave ratio (VSWR) and reflection coefficient than square antennas are examined. Detailed information about SRRs, which have been widely used into the literature as metamaterials, by different simulation studies are provided. The scattering parameters graph (S11), gain graphs, voltage standing wave ratio and current density graphs of the designed antennas are shown and the consistent results are observed.