Geri Dön

Pattern reconfigurable antenna designs in sub-6 Ghz band for 5G applications

5g protokolünün 6 Ghz altı bandı için ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımları

  1. Tez No: 665162
  2. Yazar: FEZA TURGAY ÇELİK
  3. Danışmanlar: PROF. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ, DOÇ. LALE ALATAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 147

Özet

Bu tez çalışmasında 5G protokolünün 6 GHz altındaki frekans bandı için, ışıma örüntüsü çeşitlendirilebilen antenlerin tasarımı, benzetimi, üretimi ve ölçüm sonuçları incelenmiştir. Işıma örüntüsünde yapılandırılabilme anlayışı, kovuk modeli kullanılarak tetkik edilmiştir. İki beslemeye sahip kare şeklindeki mikro şerit anten tasarlanmış, benzetim sonuçları incelenmiş, üretim ve ölçüm sonuçları sunulmuştur. Anten kare şeklinde bir mikroşerit anten olup, anten yüzeyinin ortasına topraklama plakası çekilmiştir. Topraklama plakası anteni birbirinden bağımsız iki parçaya ayırmıştır. Bu parçalar bağımsız bir şekilde farklı besleme uçlarından uyarıldığı için ana huzme yönü beslemeler arasında faz farkı uygulayarak kaydırılmıştır. Anten, kare mikro şeritlerde uygulanan tek ve çift mod analizi kullanılarak tasarlanmıştır. Anten toprak plakasına dik olan yükseliş düzleminde -400 ile +400 arasını tarayabilecek bir başarıma sahiptir. İki farklı ışıma elemanına sahip bir antenin tasarımı için; benzetim, üretim ve ölçüm süreçleri ve süreçlerde elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Bahsi geçen iki ışıma elemanı anten kovuk modeli kullanarak tasarlanmıştır. Antende kullanılan dairesel ve yüzük şeklindeki yamalar, farklı kovuk model modlarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Yüzük anten karşılıklı iki besleme ucu ile dairesel yama ise parazitik olarak uyarılmıştır.Besleme uçları arasındaki faz farkı hangi ışıma elemanlarının daha baskın uyarıldığını belirlemektedir. Anten, besleme uçlarını içeren yükseliş düzleminde -400 ile +400 arasını tarayabilecek bir başarıma sahiptir. Son olarak, dört bağımsız alt elemandan oluşan dikdörtgen yama anten tasarlanıp, benzetimi yapılmıştır. Bu anten ışıma örüntüsünde çeşitliliği parazitik elemanlar sayesinde kazanmıştır. Fakat ışıma örüntüsündeki çeşitliliğin tek sebebi parazitik elemanlar değildir. Anten dört bağımsız alt eleman içerdiği için, bu elemanların uyarılma sayıları ve sıraları, ışıma örüntüsünün yönünde belirleyici etkilere sahiptir. Bu anten yükseliş düzleminde -400 ile +400 arasını tarayabilecek bir başarıma sahiptir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, design, simulations, fabrication, and radiation pattern measurements of reconfigurable antennas for sub-6GHz application of 5G protocol are presented. Mode analysis techniques and array theory are employed to have an understanding of the pattern reconfigurability concept of the designs. As a first step, a dual-fed rectangular patch antenna is designed, simulated, fabricated, and then measured. Even and odd mode definitions on the rectangular patch antennas are employed in the design process. Designed antenna has a shorting plane located at its middle section. This shorting plane divides the antenna into two sub-elements that are independent of each other. As each sub-element has its own excitation port, it is possible to scan the main radiation direction of the antenna by applying phase differences between the ports. Designed antenna scans from -400 to +400 in the elevation plane, which is orthogonal to shorting plane. Another printed antenna is designed based on the excitation of different modes of different resonators. Circular patch and ring-shaped resonators are employed to create different radiation patterns. The cavity model is used to analyze and design radiators. The radiators are arranged so that they operate at different modes of cavity model. The ring is fed by two ports opposite to each other while the circular patch is parasitically excited. The applied phase difference between ports determines which radiator is excited more dominantly. Designed antenna also performs beam scanning from -400 to +400 in the elevation plane along the feeding ports. To miniaturize, the antenna is loaded by capacitors. Antenna is fabricated, and design is validated by measurements. A rectangular patch antenna that includes four triangular sub-antenna elements is designed. This antenna employs the parasitic elements to steer its radiation direction. However, the phenomenon that results in beam scanning is not limited to the contributions of the parasitic elements. As the antenna consists of four independently excited elements, operation with multiple elements also effectively steer the radiation beam. This design is capable of steering the radiated beam from -400 to +400 in elevation plane.

Benzer Tezler

  1. Işıma örüntüsü ve frekans yeniden yapılandırılabilir anten tasarımları

    Radiation pattern and frequency reconfigurable antenna designs

    HALİL PAŞALIOĞLU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUHARREM KARAASLAN

  2. Reconfigurable intelligent meta-surface for 5G communication system

    5G iletişim sistemi için yeniden yapılandırılabılır akıllı meta yüzey

    SABA TALIB HAMADA AL-HADEETHI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAHİ ABDU IBRAHIM

  3. Design of pattern reconfigurable antenna employing RF-MEMS switches

    RF-MEMS anahtarları kullanılarak ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımı

    ÇAĞLAR GÖK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. LALE ALATAN

  4. Microstrip antenna design and fabrication for self power modern wireless system

    Kendi için mikro şerit anten tasarımı ve üretimi güç modern kablosuz sistem

    HAYDER HASSAN MOHAMMED AL KHAYLANI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş Üniversitesi

    Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ABDULLAHI ABDU IBRAHIM

  5. Metamaterial-inspired antenna designs for IoT/5g applications

    IoT/5G uygulamaları için metamalzemeden esinlenen anten tasarımları

    DUYGU NAZAN GENÇOĞLAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE ÇOLAK

    PROF. DR. MERİH PALANDÖKEN