Analysis and design of slotted substrate integrated waveguide antenna on cylindrical surface
Silindirik yüzey üzerinde yarıklı dalga kılavuzu anteninin analiz ve tasarımı
- Tez No: 383384
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 180
Özet
Bu tezde, K-bantta çalışan silindirik yüzey tümleşik dalga kılavuzu (SYTDK) üzerinde yeni bir yüzey uyumlu yürüyen dalga yarık anten dizisi sunulmuştur. SYTDK yapısı silindir üzerine çevrel yönde yerleştirilmiştir. SYTDK'nın geniş duvarına yerleştirilmiş boylamsal yarıklar için bağlaşım formülleri türetilmiş ve yarıkların aktif admitans formülleri bulunmuştur. Aktif admitans değerleri, Elliott tasarım yöntemi ile birlikte kullanılarak yarıklı SYTDK dizileri tasarlanmıştır. Tasarımlar 25 GHz'de yarık aralıklarının eşit olduğu ve olmadığı durumlar için yapılmıştır. Yarık aralıklarının eşit olmadığı durumda, rezonans yakınında 16 yarık elemanı kullanılmıştır. Huzme yönlülüğünü arttırmak amacı ile yarıkların arasındaki mesafeler uygun şekilde seçilerek yarık elemanlarının farklı uzaysal faz farkları giderilmiştir. Yarık uyarım katsayılarının büyüklüğü, yüzey izdüşümü yöntemi kullanılarak -20 dB yan huzme seviyesi (SLL) Taylor dağılımı ile belirlenmiştir. Ancak büyük yarık mesafeleri sebebi ile -20 dB yan huzme seviyesi elde edilememiştir. Bu sebepten frekans taraması uygulamaları için yan huzme seviyesinin daha da artması karşılığında yarık uzunluklarının optimizasyonu ile tasarımın bandı genişletilmiştir. Eşit yarık aralıkları kullanılarak 25 yarık elemanından oluşan üç farklı yarık dizisi tasarımı yapılmıştır. Tasarımlarda düşük yan huzme seviyesine sahip kalem biçimli huzme elde etmek amacı ile yüzey izdüşümü yöntemi ve genetik algoritma kullanılmıştır. İstenen yarık uyarım katsayıları, rezonanstan oldukça sapan yarıklar kullanılarak elde edilmiştir. Eşit olan ve olmayan yarık aralıklarına sahip diziler standart baskı devre kartı (PCB) teknolojisi kullanılarak üretilmiştir. Antenler ölçülmüş ve eşit yarık aralıklarına sahip olmayan dizide frekansın 24-26 GHz aralığında değiştirilmesi sonucunda H-düzleminde yaklaşık 10° huzme taraması elde edilmiştir. Eşit yarık aralıklı dizide 25 GHz'de istenilen -20 dB yan huzme seviyesine sahip kalem biçimli huzme elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents novel traveling wave conformal shunt slot arrays on cylindrical substrate integrated waveguide (CSIW) placed on a cylindrical surface in the circumferential direction at K-band. Mutual couplings of longitudinal slots on broad wall of CSIW are formulated and active admittance formulas of the slots are derived which are used in Elliott's design procedure to design slotted CSIW arrays. The designs are carried out at 25 GHz using non-uniform and uniform slot separations. The non-uniform slot array allocates 16 slot elements near resonance where element separations are determined to compensate different spatial phase delays of each element to increase directivity. The slot excitation amplitudes are determined by -20 dB side lobe level (SLL) Taylor distribution using aperture projection method. However, -20 dB SLL is not achieved because of large slot separations. Hence, slot lengths are optimized further to increase bandwidth for beam steering applications at the expense of increasing SLL. Three different uniform slot arrays are designed with 25 slot elements to obtain pencil beam pattern with low SLL using aperture projection method and genetic algorithm. The required slot excitation coefficients are achieved by using slots with large deviations from resonance. Both uniform and non-uniform slot arrays are fabricated using standard printed circuit board (PCB) process. The antennas are measured and about 10° beam steering in H-plane is obtained when frequency is swept between 24-26 GHz in the non-uniform slot array. Pencil beam pattern with desired -20 dB SLL is achieved at 25 GHz in the uniform slot array.
Benzer Tezler
- Analysis of slotted sectoral waveguide antenna arrays embedded in cylindrically stratified media
Silindirik katmanlı ortamlarda sektörel yarıklı dalga kılavuzu dizi antenlerin analizi
MERT KALFA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. VAKUR BEHÇET ERTÜRK
- Antenlerin hızlı ve doğru tasarımı için esnek hesaplamaya dayalı sayısal karma yöntemler
Numerical hybrid methods based on soft computing for fast and accurate design of antennas
MAHMUD ESAD YİĞİT
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Design and analysis of multiband circularly polarized antenna for modern wireless applications
Modern kablosuz uygulamalar için çok bantlı dairesel polarize antenin tasarımı ve analizi
MOHAMMED ABDULRAZZAQ AZEEZ AL-MIHRAB
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇankaya ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZİYA UMUL
PROF. DR. JAWAD K. ALI
- Çok disiplinli yaklaşımla katı yakıtlı roket motoru yapısal dayanım ve iç balistik performans optimizasyonu
A multidisciplinary approach in optimization of a solid rocket motor for structural strength and internal ballistic performance
CEYHUN TOLA
Doktora
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Design and analysis of radar antenna structures for optimum dynamic behavior
En iyi dinamık davranışa sahip radar anten yapılarının tasarımı ve analizi
ENVER SUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN OSMAN ÖZGEN
PROF. DR. YAVUZ YAMAN