1,26 Ghz Rezonans Frekansında Çalışan Çift Tabakalı Yüksek Kazançlı Mikroşerit Dikdörtgen Yama Anten Tasarımı

Yıl 2013, Cilt: 28 Sayı: 4, 0 - , 05.03.2014

Kadir Özenç M. Emre Aydemir Ahmet Öncü

Öz

Bu çalışmada, 1,26 GHz rezonans frekansında çalışan, yüksek kazançlı tek elemanlı, çift taban malzemeli ve hava boşluklu mikroşerit yama anten tasarımı sunulmaktadır. Çift tabaka tekniği, bize anten üretiminde kolay üretim sağlamasının yanı sıra, her iki tarafı bakır olan alt tabaka, bir yüzeyin toprak düzlemi, diğer yüzeyin ise bu çalışma için ihtiyaç durumunda bir yükseltici, dizi anten tasarımlarında besleme ağı tasarlanmasına imkan sağlayarak yeni bir yaklaşım sunmaktadır. Bu tasarımda, yüksek kazanç, dar bant genişliği, düşük yan demet seviyeleri, geniş kapsama alanı ve üretim kolaylığı haricinde düşük maliyetli bir üretim ayrıca hedeflenmiştir. Bunun için, pahalı ve yalıtkan kaybı düşük olan malzemeler kullanmak yerine, kolay temin edilebilen ve ucuz olan iki adet FR4 (Fire Resistant 4) taban malzemesi kullanılmıştır. Bu iki tabaka arası hava boşluğu ile ayrılarak, yalıtkan taban malzeme üzerinde oluşan elektrik alanı yoğunluğu ve etkin dielektrik sabiti azaltılmıştır. Böylece, düşük kayıplı yüksek kazançlı tek eleman mikroşerit yama anten elde edilmiştir. Çalışma, önerilen antenin simülasyon programı (CST Microwave Studio) ile yapılan benzetimini ve yansımasız odada yapılan ölçüm sonuçlarını içermektedir. Elde edilen benzetim sonuçları ile ölçüm sonuçlarının uyumlu olduğu
gözlemlenmiştir. Önerilen anten, başta canlı tespit radar sistemleri olmak üzere küresel konumlama sistemleri ve
kablosuz haberleşme sistemleri için kullanımı uygundur.

Anahtar Kelimeler

Çift tabaka, dikdörtgen yama anten, eş eksenli hat besleme (probe feed) , hava boşluğu, yüksek kazanç.

Kaynakça

• Gao, S. C., Li, L. W., Leong, M. S. ve Yeo, T.
• S., “Analysis of an Hshaped Patch Antenna by
• Using the FDTD Method,” Prog. In
• Electromagnetics Research, National
• University of Singapore, 165–187, 2010.
• Aslam, A. ve Bhatti, F. A., “Improved Design of
• Linear Microstrip Patch Antenna Array,” in
• Proc. 9th Int. Symp. on Antennas
• Propagation and EM Theory, 302-306, 29
• Kasım - 2 Eylül, 2010.
• Chi-Lun Mak, Hang Wong, Kwai-Man Luk,
• “High-gain and Wide-Band Single-Layer Patch
• Antenna for Wireless Communications,” IEEE
• Transactions on Vehicular Technology, Cilt
• , No 1, 33- 40, 2005.
• Qureshi, A. A., Afzal, M. U., Taqueer, T. ve
• Tarar, M. A., “Performance Analysis of FR-4
• Substrate for High Frequency Microstrip
• Antennas” Proceedings of the China-Japan
• Joint Microwave Conference (CJMW), 1-4
• Nisan 2011.
• Ab Wahab, N., Z. Bin Maslan, Muhamad, W. N.
• W. ve Hamzah, N., “Microstrip Rectangular 4x1
• Patch Array Antenna at 2.5GHz for WiMax
• Application,” in Proc. Second Int. Conf. on
• Computational Intelligence, Communication Systems and Networks, 164-168, 28-30
• Temmuz 2010.
• Shabu, S., James, M., “Comparison of Single
• Patch and Patch Antenna Array for A
• Microwave Life Detection System,” in Proc.
• Conf on Communications and Signal
• Processing International, 171-174, 10-12 Şubat
• -
• Chaturvedi, A., Bhomia, Y. ve Yadav, D.,
• “Truncated Tip Triangular Microstrip Patch
• Antenna,” in Proc. 9th International
• Symposium on Antennas Propagation and
• EM Theory (ISAPE), 212-214, 29 Kasım – 2
• Eylül 2010.
• Balanis, C. A., Antenna Theory, 3rd. Edition
• ed. Arizona State University: John Wiley &
• Sons, Inc., 722-723, 2005.
• Samaras, T., Kouloglou, A. ve Sahalos, J. N.
• “Note on The Impedance Variation with Feed
• Position of A Rectangular Microstrip-Patch
• Antenna,” IEEE Anfennas and Propagation
• Magazine, Cilt 46, No 2., 2004.
• Pozar, D. M., Microwave and RF Wireless
• Systems, 3rd Edition ed. University of
• Massachusetts at Amherst: John Wiley &
• Sons,Inc.
• Lei Bian, Guo, Y. X., Ong, L. C. ve Shi, X. Q.,
• “Wideband Circularly-Polarized Patch
• Antenna,” Microwave Conference
• Proceedings, Asia-Pacific Conference
• Proceedings APMC, Cilt 2, 4, 4-7 Aralık 2005.
• Khraisat, Y. S. H. ve Olaimat, M. M.,
• “Comparison Between Rectangular And
• Triangular Patch Antennas Array,” 19th Inter.
• Conf. on Telecommunications (ICT), 23-25,
• -5 Nisan 2012.
• Tangthong, Nipont, Pirajnenchai, Virote, “A
• Dual Wideband Cpw-Fed Planar Monopole
• Antenna with Single Band Notched Using
• Meandered Line,” in Proc. 9th Int.Conf. on
• Electrical Engineering/Electronics,
• Computer, Telecommunications and
• Information Technology, 1-4, 16-18 Mayıs
• -
• Parmar, P. B., Makwana, B. J. ve Jajal, M. A.,
• "Bandwidth Enhancement of Microstrip Patch
• Antenna Using Parasitic Patch Configuration,”
• in Proc. International Conference on
• Communication Systems and Network
• Technologies (CSNT), 53-57, 11-13 Mayıs
• -
• Chi-Lun Mak, Hang Wong, Kwai-Man Luk,
• “High-Gain And Wide-Band Single-Layer Patch
• Antenna for Wireless Communications,” IEEE
• Transactions on Vehicular Technology, Cilt
• , No 1, 33-40, 2005.
• Wozniak, M., Durka, A., Bugaj, M., Przesmycki,
• R., Nowosielski, L. ve Wnuk, M., “Designing
• and Optimization of Microstrip Rectangular
• Patch Antenna to Work on Human Body,” in Proc. Int. Conf. on Microwave Radar and
• Wireless Com., Cilt 2, 752-756, 21-23 Mayıs
• -
• Ghaderi, M. R. ve Mohajeri, F., “A Compact
• Hexagonal Wide-Slot Antenna With Microstrip-
• Fed Monopole for UWB Application,” IEEE
• Antennas and Wireless Propagation Letters,
• Cilt 10, 682-685, 2011.
• Aswad, A. K., Abdulrazak, L. F. ve Rahman, T.
• A., “Design and Development of High-Gain
• Wideband Circularly Polarized Patch Antenna,”
• in Proc. IEEE International RF and
• Microwave Conf., 109-111, 2-4 Aralık 2008.
• Nimbark, V., Korolkiewicz, Q., Lu, E., ve Liu,
• L., “Design of A Three Port Feed Matching
• Network for A Dual-Band And Dual-Polarized
• Rectangular Patch Antenna,” in Proc.
• International Conference on Signal
• Processing and Communications (SPCOM),
• -5, 22-25 Temmuz 2012.
• Yildirim, A., Bulent Yagci, H. ve Paker, S., “2.4
• GHz High Power Microstrip Patch Antenna
• Design and Realization”. in Proc. Electric-
• Electronic and Computer Engineering
• Symposium (ELECO), Nov. 26-28, 2008.
• Ali, M. T., Rahman, T. A., Kamarudin, M. R.,
• Md Tan, M. N. ve Sauleau, R., “A Planar
• Antenna Array with Separated Feed Lıne For
• Higher Gaın and Sidelobe Reduction” in
• Progress Electromagnetics Research C, Cilt 8,
• -82, 2009.
• Lee, R. Q. ve Lee, K. F., “Characteristics of a
• Two-Layer Electromagnetically Coupled
• Rectangular Patch Antenna” Electron., Lett.,
• Cilt 23, No 20, 1070-1072, 1987.
• Kala, P., Pant, R., Pattnaik, S. S. ve Saraswat, R.
• C., “Analysis of an Electromagnetically Coupled
• Stacked Cylindrical-Rectangular Microstrip
• Patch Antenna” International Journal of
• Microwave and Optical Technology, Cilt 4,
• No 1, 2009.