Mutual coupling reduction in microstrip antennas using defected ground structures
Mikroşerit antenlerde deforme toprak yapıları kullanarak karşılıklı etkileşimin azaltılması
- Tez No: 313506
- Danışmanlar: DOÇ. DR. VAKUR B. ERTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Mikroşerit anten elemanları arasındaki karşılıklı bağlaşımın (uzay ve yüzey dalgaları dolayısıyla) mikroşerit anten dizilerinin performansı üstüne önemli etkileri vardır. Birçok uygulamada, düşük karşılıklı bağlaşım seviyeleri istenen bir durumdur. Özellikle de bistatik radar sistemleri gibi alıcı ve verici antenlerinin birbirine yakın olduğu sistemlerde antenlerde parazit olmaması için antenler arasındaki izolasyonun yeterli seviyelerde olması gereklidir. Ayrıca, anten elemanları arasındaki karşılıklı bağlaşım, anten dizilerinin yan loplarını, huzme pozisyonunu ve frekans bant genişliğini olumsuz etkileyebilir. Dizi elemanları arasındaki karşılıklı bağlaşım genel olarak uzay ve yüzey dalgalarından kaynaklanmaktadır. Dizi elemanları birbirine çok yakın olduğu zaman, uzay dalgaları çok güçlü karşılıklı bağlaşıma yol açmaktadır fakat bu durum dizi elemanlarının arasındaki uzaklığın artmasıyla tersine dönerek uzay dalgalarının karşılıklı bağlaşıma olan etkisinin hızlıca yok olmasıyla sonuçlanmaktadır. Diğer taraftan, yüzey dalgalarının karşılıklı bağlaşıma etkisi anten elemanları birbirine yakın olduğu zaman uzay dalgalarından daha zayıf olsa da yüzey dalgaları, dizi elemanlarının arası açık olduğu zaman karşılıklı bağlaşıma etki eden dominant faktör haline gelmektedir. Bu durum özellikle mikroşerit anten dizileri için geçerlidir.Bu tezin genel amacı, mikroşerit antenler arasındaki yüzey dalgalarının neden olduğu karşılıklı bağlaşımın deforme toprak yapıları (DTY) kullanılarak azaltılması. DTYler, mikroşerit antenler arasındaki toprak düzlemine dambıl şeklinin veya birleşik tümler yarıklı halka rezonatörünün (BTYHR) elektrik alan düzlemi yönünde kazınmasıyla oluşturuluyor. Bu yapıların antenler arasındaki bağlaşımı önemli ölçüde azaltmasına rağmen antenlerin uzak alan davranışlarının, arka lop seviyelerinin önemli ölçüde artması nedeniyle olumsuz yönde etkilendiği görüldü. Reflektör ve kavite kombinasyonu kullanılarak bu olumsuz etkilerin belli bir seviyeye kadar düşürülebildiği gözlemlendi. Son olarak da, DTYleri dizi ortamında test etmek için, 2$\times$2'lik mikroşerit anten dizisine dambıl tipi DTY, reflektör ve kavite eklemenin anten performansına etkileri incelendi. Yapılan ölçüm sonuçları ve bilgisayar benzetimleri gösterdi ki, DTY, karşılıklı bağlaşım değerlerinde ciddi azalmalar sağlasa da, antenlerin uzak alan performanslarında bir gelişme sağlayamıyor.
Özet (Çeviri)
Mutual coupling between microstrip antenna elements (through space and surface waves) has a significant role in the performance merits of the microstrip antenna arrays. In many applications, low mutual coupling levels are desired such as bistatic radar systems where isolation is essential in order not to have any interference between the transmitter and receiver antennas. Furthermore, presence of mutual coupling among the antenna elements can affect the sidelobe levels, beam position and frequency bandwidth of arrays. Mutual coupling among the array elements usually occurs as a result of surface waves and space waves. Mutual coupling through the space waves are very strong if the array elements are very close to each other. However, they die out quickly as the separation between the array elements become larger. On the other hand, although the mutual coupling due to the surface waves are weaker than that of space waves when the array elements are close to each other, they remain as the only coupling mechanism when they are far away from each other, in particular for arrays of microstrip antennas.In this thesis, the main goal is to reduce the mutual coupling between the microstrip antennas resulting from the surface waves by using a defected ground structure (DGS). The DGS is formed by etching either a dumbbell shape or a slotted complementary split ring resonator (SCSRR) to the part of the ground plane that remains between the microstrip antennas along their E-plane direction. It has been observed that although a considerable reduction in the mutual coupling can be achieved, the radiation patterns of the antennas are deteriorated due to a significant increase in the backlobe radiation. Hence, a reflector and a cavity combination is used to decrease the backlobe radiation to a certain level. Finally, to test the DGS in an array environment, the performance merits of a 2$\times$2 microstrip antenna array is investigated in the presence of a dumbbell DGS, where each microstrip is backed with a cavity and a reflector. Based on both the simulations and the measurements, it has been concluded that despite the achieved mutual coupling reduction between the microstrip antennas in the array environment, the far-zone radiation patterns related merits have not been improved.
Benzer Tezler
- Analysis of electromagnetic band gap structure for isolation improvement of microstrip patch antennas
Mikroşerit antenlerin izolasyon artımı için elektromanyetik bant aralıklı yapı analizi
SAMAT TURDUMAMATOV
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖLGE HATİCE ÖGÜCÜ
- Design of fractal based monopole antenna array with ultra-mutual coupling reduction for MIMO applications
Başlık çevirisi yok
ZAINAB JASIM MOHAMMED AL-DULAIMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. DOĞU ÇAĞDAŞ ATİLLA
DOÇ. DR. TAHA ELWI
- Reconfigurable intelligent meta-surface for 5G communication system
5G iletişim sistemi için yeniden yapılandırılabılır akıllı meta yüzey
SABA TALIB HAMADA AL-HADEETHI
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAHİ ABDU IBRAHIM
- Mutual coupling calibration of antenna arrays for direction-of-arrival estimation
Geliş-açısı kestirimi için anten dizilerinin müşterek bağlaşım kalibrasyonu
TAYLAN AKSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. T. ENGİN TUNCER
- Enerji iletim sistemlerinde açma-kapama olaylarının analizleri için hat parametrelerinin EMTP yardımıyla hesabı
Calculation of line parameters for the analyses of power system switching transient using EMTP
KORAY ŞERBETÇİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. ADNAN KAYPMAZ