Ultra geniş bantlı balun beslemeli düzlemsel log periyodik anten tasarımı, analizi ve gerçeklemesi

Abstract

Bu çalışmada, ultra geniş bant özellikli balun beslemeli düzlemsel log periyodik anten tasarım çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında ilk olarak klasik log periyodik antenler üzerine araştırmalar yapılmıştır. Düzlemsel anten tasarımına geçiş aşamaları incelenerek düzlemsel bir log periyodik dipol dizi anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Benzetim çalışmalarında anten performansını etkileyen bozucu etkilerin olduğu görülmüştür. Görülen bu bozucu etkileri gidermek amacıyla farklı bir dipol eleman modeline sahip küçük boyutlu, kompakt yapıda, entegrasyonu kolay yeni bir anten tasarımı önerilmiştir. Önerilen düzlemsel log periyodik ikizkenar yamuk dipol dizi anten tasarımı ile klasik dipol elemana sahip anten arasında benzetim sonuçları karşılaştırılmış ve önerilen tasarım ile anten performansının iyileştirildiği gösterilmiştir. Ayrıca anten tasarımında ve üretiminde kullanılan dielektrik malzemenin belli frekanslarda dielektrik sabiti ölçümleri yapılmıştır. Önerilen anten tasarımının gerçek hayatta basit kullanım ve montaj kolaylığı sağlaması için dengeli besleme olanağı sunan balun yapısı araştırılmış ve anten yapısı ile bütünleşik bir balun tasarımı gerçekleştirilmiştir. Son olarak, ultra geniş bantlı, düzlemsel yapıda, ikizkenar yamuk dipol elemanlı ve balun beslemeli log periyodik anten tasarımı önerilmiştir. Benzetim çalışmaları sonucunda en uygun özellikte anten parametreleri bulunmuş ve anten üretimi gerçekleştirilmiştir. Anten ölçümleri sonucunda, antene ait parametreler elde edilerek literatürde mevcut benzer çalışmalar ile karşılaştırmalar yapılmıştır. Önerilen antenin olumlu ve olumsuz yönleri tartışılmıştır. Kablosuz haberleşme sistemlerinde tercih edilebilecek ultra geniş bantlı balun beslemeli olarak önerilen düzlemsel log periyodik antenin benzer örnekleri içerisinde tercih edilebilir özelliklere sahip olduğu bulunmuştur.In this study, an ultra-wide band balun-fed planar log periodic antenna design studies are conducted. Firstly, researches on classical log periodic antenna designs were done in the scope of the study. A planar log periodic dipole array antenna design was carried out by examining the transition stages of planar antenna design. In simulation studies, unwanted effects were observed that could affect the performance of the antenna. A new antenna design with a different dipole element model has been proposed in order to remove these disruptive effects. Simulation results are compared between the proposed planar log periodic trapezoidal dipole array antenna design and the antenna with conventional dipole element. It was shown that the antenna performance is improved with the proposed design. Also the effects of dielectric materials used in antenna design were investigated and dielectric measurements at certain frequencies were made on the materials used in antenna design and production. Balun structure offering possibility of balanced feed of the proposed antenna design was investigated in order to provide simple operation and ease of installation in real life and a balun design integrated with the antenna structure has been realized. In conclusion, an ultra-wideband planar log periodic trapezoidal dipole array antenna with a balun feed design is proposed. At the result of the simulation studies, most suitable antenna parameters were found and the antenna was fabricated. Antenna parameter measurement results were obtained and a comparison was made between the similar studies in the literature. The positive and negative aspects of the proposed antenna are discussed. It has been found that the planar log periodic antenna with a balun feed proposed as an ultra-wideband can be preferred in wireless communication systems has preferable characteristics in similar examples.