Pattern reconfigurable antenna designs in sub-6 Ghz band for 5G applications
5g protokolünün 6 Ghz altı bandı için ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımları
- Tez No: 665162
- Danışmanlar: PROF. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ, DOÇ. LALE ALATAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 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
- Işıma örüntüsü ve frekans yeniden yapılandırılabilir anten tasarımları
Radiation pattern and frequency reconfigurable antenna designs
HALİL PAŞALIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİskenderun Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHARREM KARAASLAN
- 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
- Design of pattern reconfigurable antenna employing RF-MEMS switches
RF-MEMS anahtarları kullanılarak ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımı
ÇAĞLAR GÖK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ALATAN
- 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
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAHI ABDU IBRAHIM
- Metamaterial-inspired antenna designs for IoT/5g applications
IoT/5G uygulamaları için metamalzemeden esinlenen anten tasarımları
DUYGU NAZAN GENÇOĞLAN
Doktora
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAdana Alparslan Türkeş Bilim Ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞULE ÇOLAK
PROF. DR. MERİH PALANDÖKEN