Bu çalışma, omega metamateryal yapılarının penta yama anten (PYA) performansına olan etkilerini incelemektedir. İlk olarak, 10.5 GHz merkez frekansı hedeflenerek PYA tasarlanmış ve CST yazılımı kullanılarak simüle edilmiştir. Referans antenin kazancı 3.042 dBi olarak elde edilmiştir. Daha sonra, çift negatif özelliklere sahip bir omega metamateryal tasarlanmış, elektriksel ve manyetik geçirgenlik değerleri belirlenmiş ve 9-13 GHz frekans aralığında negatif kırınım indisi gözlemlenmiştir. Bu özelliklerin metamateryalin etkin kullanımını mümkün kıldığı görülmüştür. Simülasyonlarda, omega metamateryal ile tek ve çift katmanlı lens tabakaları tasarlanmıştır. Tek katmanlı omega lens ile anten kazancında %30.51 artış sağlanmış ve kazanç değeri 3.97 dBi'ye ulaşmıştır. Çift katmanlı lens kullanımında ise lensler arası mesafe optimize edilerek 5.14 dBi kazanç elde edilmiş, bu değer referans anten kazancından %68.97 daha yüksek olmuştur. Bu bulgular, omega metamateryal yapılarının anten kazancını artırmada ve elektromanyetik yayılımın odaklanmasında önemli avantajlar sunduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, bu çalışma metamateryal destekli anten tasarımında yenilikçi bir yaklaşım sunmakta ve uydu haberleşme gibi yüksek frekanslı uygulamalarda etkili çözümler önererek alanın ilerlemesine katkıda bulunmaktadır.
This study investigates the effects of omega metamaterial structures on the performance of pentagonal patch antennas (PPA). Initially, a PPA was designed targeting a central frequency of 10.5 GHz and simulated using CST software. The reference antenna achieved a gain of 3.042 dBi. Subsequently, an omega metamaterial with double-negative properties was designed, with its electrical and magnetic permeability values determined. A negative refractive index was observed in the 9-13 GHz frequency range, demonstrating the effective utilization potential of the metamaterial. In the simulations, single- and double-layer omega metamaterial lenses were designed. The single-layer omega lens resulted in a 30.51% increase in antenna gain, reaching a gain value of 3.97 dBi. For the double-layer lens configuration, optimizing the inter-layer distance yielded a gain of 5.14 dBi, which is 68.97% higher than the reference antenna's gain. These findings demonstrate that omega metamaterial structures offer significant advantages in enhancing antenna gain and focusing electromagnetic radiation. In conclusion, this study presents an innovative approach to metamaterial-supported antenna design and provides effective solutions for high-frequency applications, such as satellite communications, contributing to advancements in the field.
Birincil Dil | Türkçe |
---|---|
Konular | Makine Mühendisliği (Diğer) |
Bölüm | Araştırma Makalesi |
Yazarlar | |
Yayımlanma Tarihi | 30 Ağustos 2025 |
Gönderilme Tarihi | 9 Aralık 2024 |
Kabul Tarihi | 12 Haziran 2025 |
Yayımlandığı Sayı | Yıl 2025 Cilt: 9 Sayı: 2 |
Uluslararası 3B Yazıcı Teknolojileri ve Dijital Endüstri Dergisi Creative Commons Atıf-GayriTicari 4.0 Uluslararası Lisansı ile lisanslanmıştır.