Near-constant beamwidth wideband horn antenna design
Sabit hüzmeli geniş bantlı huni anten tasarımı
- Tez No: 537553
- Danışmanlar: PROF. DR. DUYGUN EROL BARKANA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 146
Özet
Geniş bantlı ve yüksek kazançlı anten uygulamalarında huni antenlere olan ihtiyaç nedeniyle söz konusu antenlerin kullanımı artmaktadır. Geniş bant boyunca hüzmenin sabit kalması, özellikle yön bulma (DF) uygulamaları ve yansıtıcılı anten beslemeleri gibi bazı alanlarda önemli ve gerekli hale gelmektedir. Bu tezde, 4:1 bant genişliği oranını sağlayan, yaklaşık-sabit hüzmeli, geniş bantlı, oluklu, çift mahyalı horn antenin tasarım yöntemi açıklanmıştır. Bu çalışmada sabit hüzme özelliği yalnızca tek bir düzleme ya da bant genişliği 2:1 oranıyla sınırlı simetrik geometrili bir antene sınırlandırılmamıştır. Onun yerine, 4.5 – 18 GHz bandında, hem yatay, hem düşey eksenlerde sabit hüzme özelliği gösteren dikdörtgen huni anten tasarlanmıştır. Öncelikle, huni antenlerin karakteristiğini anlamak için X-bant standart kazançlı huni anten (SGHA) ve geniş bantlı huni antenlerin çalışma bandı boyunca hüzme değişiminine referans olması için klasik çift mahyalı huni anten (DRHA) tasarlanmıştır. Geniş bant boyunca antenin sabit hüzmeli olmasını engelleyen sebepler ve sabit hüzmeli olması için gerekenler araştırılmıştır. İlk olarak DRHA modifiye edilmiş, ardından H-düzlem yanduvarları için“çubuk”lar, E-düzlem duvarları için ise“basamaklı oluk”lar kullanılarak NCBWHA tasarlanmıştır. Yeni olukların giriş admitans denklemleri çıkartılmış ve bant genişliği grafiği klasik oluklar ile karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Önerilen yeni oluk 4:1 oranından daha büyük bir bant genişliği sunmaktadır. Bu arada, 50 Ω empedans uyumunu sağlayacak şekilde dalgakılavuzu-koaksiyel adaptör tasarımı da yapılmıştır. Anten tasarımı sırasında elde edilen başarılı simulasyon sonuçlarından sonra tasarlanan antenlerden iki tanesi üretilmiştir. Üretilen antenlerin ışıma diyagramları ve diğer parametreleri mevcut bir yakın alan ölçüm sistemi ile ölçülmüştür. Ölçüm sonuçlarının simulasyonlar ile uyumlu olduğu görülmüştür. Sunulan geniş bantlı anten, 4:1 bant boyunca, H-düzlemde 31.0o±2.5o, E-düzlemde 37.4o±5.2o 3-dB hüzme genişliğine sahiptir.
Özet (Çeviri)
The use of horn antennas is increasing because of their need in wideband, and high gain antenna applications. Beamwidth constancy along the wideband becomes particularly important and necessary in applications such as direction finding (DF) and reflector antenna feeds. We propose a design methodology for near-constant beamwidth, wideband, corrugated double ridged horn antenna over 4:1 frequency band in this thesis. In this study, the beamwidth constancy is not restricted to a single-plane or to a symmetrical geometry antenna which has a limited bandwidth (BW) ratio of 2:1. Rather, we aimed to design a rectangular horn with constant beamwidths at both azimuth and elevation planes from 4.5 to 18 GHz. We first design X-band standard gain horn antenna (SGHA) to understand the characteristics of horns and a conventional double ridged horn antenna (DRHA) to use it as a reference for beamwidth variation of wideband horns through the operating band. We also investigate the root causes that impede the antenna from constant beamwidth along wideband, and the requirements to achieve the beamwidth constancy. We first modify the DRHA to design near-constant beamwidth wideband horn antenna (NCBWHA), and then use structures called“pinwall”and“stepped-shape corrugated slot”, which are implemented in H-plane sidewalls and in E-plane walls, respectively. We derive the input admittance of a new step-shaped slot, and then determine the bandwidth by comparing to conventional corrugations. The proposed corrugation presents wideband characteristics with a BW ratio of more than 4:1. We also designed a broadband double ridged waveguide-to-coaxial (rwg-to-coax) adapter to match the antenna impedance to 50 Ω. After the design is completed in simulations, two different prototypes of antennas are built which are coax-fed curved pinwall DRHA and NCBWHA. The radiation pattern and other parameters of manufactured antennas are measured using a commercially available near-field system. We observe that the measurement results corroborate with simulation ones fairly well. The proposed antenna in this study has 4:1 wideband characteristics with 31.0o±2.5o in H-plane and 37.4o±5.2o in E-plane 3-dB beamwidths.
Benzer Tezler
- New technologies driving decade-bandwidth radio astronomy: Quad-ridged flared horn&compound-semiconductor LNAs
Başlık çevirisi yok
AHMED HALİD AKGİRAY
- Femtosaniye lazerlerin metallerle etkileşimlerinde dalgakılavuzu davranışlarının incelenmesi
Investigation of waveguide behaviour in the interaction of femtosecond lasers with metals
ABDULLAH KAMURAN TÜRKOĞLU
Doktora
Türkçe
2012
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELÇUK AKTÜRK
- Optimization of kanban cards for multi-stage, multi-product production systems and application in Turkish automotive industry
Çok aşamalı ve çok ürünlü üretim sistemleri için kanban kart sayılarının optimizasyonu ve Türk otomotiv endüstrisinde uygulanması
MUSTAFA DEMİRTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Endüstri ve Endüstri MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT BİLGE
- A study on mathematical modeling of direct synthesis of dimethyl ether in structured membrane reactors
Mimarili membran reaktörlerde dimetil eter sentezinin matematiksel modellenmesi
HAYRETTİN HASAN KÖYBAŞI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET KERİM AVCI
- Heksilsiyanobifenil, oktilsiyanobifenil ve E7 nematik sıvı kristallerin elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Dielectric properties of hexylcyanobiphenyl, octylcyanobiphenyl and E7 nematic liquid crystals
ENGİN AVŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZĞAN