Giyilebilir elektronik uygulamalar için mikroşerit yama anten tasarımı ve analizi
Wearable electronic applications for microstrip patch antenna design and analysis
- Tez No: 695423
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞÜKRÜ ÖZEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Akdeniz Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 52
Özet
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte günümüz elektronik ve telekomünikasyon alanında giyilebilir cihazlar, oldukça ilgi çeken konuların başında gelmektedir. Bu çalışmada, giyilebilir elektronik uygulamalarda kullanılan mikroşerit yama antenlerin elektromanyetik uyumluluk (EMU) standartlarına uygun tasarımı ve üretimi amaçlanmıştır. Bu konunun seçilmesindeki en büyük etken, ilerleyen teknoloji ile beraber ülkemizin öncelikli alanları arasında gösterilen giyilebilir cihaz teknolojisi ile hesaplamalı bilim ve mühendisliğin çoklu-disiplinli bir çalışması olarak belirtilebilir. Çalışma kapsamında elektromanyetik simülasyon programı sayesinde istenilen frekansta ışıma yapan ve uygun karakteristiğe sahip iki tane anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Sayısal analizler, sonlu elemanlar yöntemini (SEY) temel alan Ansys HFSS ile gerçekleştirilmiştir. Öncelikle, iki bantlı giyilebilir mikroşerit yama anteninin tasarımı ve dozimetrik analizi sunulmuştur. Tasarlanan anten, insan vücuduna yerleştirildiğinde 3,8GHz, 7GHz ışıma yapmaktadır. Antenin yalıtkan malzemesi, dielektrik geçirgenliği 4,4 ve kayıp tanjantı 0,02 olan 25×25×1,5 mm3 boyutlara sahip FR4'dür. Anten, 50 Ω uyumlu olan ve 1 mW büyüklüğündeki güç ile beslenmiştir. Önerilen anten, bir 6GHz altındaki 5G bantlarında ve S ile C bantlarında rezonansa girer. Antenin deneysel ölçümleri, 3,8GHz ve 7GHz'de ışımalar olduğunu göstermiştir. İlgilenilen frekans bandında eşdeğer doku modeli üretilmiş ve termografi analizleri gerçekleştirilmiştir. İkinci anten ise 31GHz ve 50GHz'de, başka bir deyişle mmWave frekanslarında, çalışmaktadır. Anten boyutları 6×5×0,55 mm3'dür. Antenin yalıtkan malzemesi, 2,2 dielektrik sabitine sahip ve kayıp tanjantı 0,0009 olan Rogers RT/duroid 5880 malzeme olarak modellenmiştir. Ayrıca, insan doku modelindeki dozimetrik analizler gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
With the development of technology, wearable devices are one of the most interesting topics in today's electronics and telecommunications field. In this study, it is aimed to design and manufacture micro strip patch antennas used in wearable electronic applications in accordance with electromagnetic compatibility (EMC) standards. The biggest factor in the selection of this subject can be stated as a multi-disciplinary study of wearable device technology and computational science and engineering, which is shown among the priority areas of our country with advancing technology. Within the scope of the study, two antenna designs that radiate at the desired frequency and have appropriate characteristics were carried out thanks to the electromagnetic simulation program. Numerical analyses were performed with Ansys HFSS based on the finite element method (FEM). First, the design and dosimetric analysis of a two-band wearable microstrip patch antenna is presented. The designed antenna emits 3.6GHz, 7GHz when placed on the human body. The insulator material of the antenna is FR4 with dimensions of 25×25×1.5 mm3, with a dielectric permittivity of 4.4 and a loss tangent of 0.02. The antenna is supplied with 1 mW of power, which is 50 Ω compatible. The proposed antenna resonates in the Sub-6 5G bands and in the S and C bands. Experimental measurements of the antenna show that radiations at 3.8GHz and 7GHz were observed. A brain phantom was also made, and a thermal camera was used to measure and observe the temperature variation. The second antenna operates at 31GHz and 50GHz mmWave frequencies. Antenna dimensions are 6×5×0.55 mm3. The insulator material of the antenna is modelled as Rogers RT/duroid 5880 material with a dielectric constant of 2.2 and a loss tangent of 0.0009. In addition, dosimetric analyses in the human tissue model were performed.
Benzer Tezler
- High frequency characterization of printed and etched fabric based conductive materials for the development of wearable antennas
Giyilebilir antenlerın gelistiırilmesinde kullanılan baskılı ve oyma kumaş bazlı iletken malzemelerin yüksek frekans karakterizasyonu
TOUMAJ KOHANDEL GARGARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. Nİ LTARIM
- A compact low sar value circularly polarized wearable antenna design for 5G applications
5G uygulamaları için kompakt düşük sar değerli dairesel polarize giyilebilir anten tasarımı
MELİH GÖKDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
DOÇ. DR. SAEID KARAMZADEH
- Giyilebilir uygulamalar için eşit yama alanına (EYA) sahip tekstil dielektrik malzeme tabanlı mikroşerit antenlerin 2.4, 3 ve 5.8 GHz frekanslarındaki performansları
The performances of microstrip antennas at 2.4, 3 and 5.8 GHz frequencies based on textile dielectric material having equal patch area (EYA)
OZEN HUSHAM MUSTAFA ALBAIRAQDAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiTelekomünikasyon Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. S. SİNAN GÜLTEKİN
- Kablosuz vücut alan ağ uygulamaları için metamalzeme destekli mikroşerit antenlerin tasarım ve üretimi
Design and manufacturing of metammaterial supported microstrip antenna for wireless body area network applications
HÜSNÜ YALDUZ
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRKMEN
- Kalp damar tıkanıklığının tespiti için giyilebilir mikroşerit anten tasarımı
Wearable microstrip antenna design for detection of cardiovascular occlusion
HAKAN UYANIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLEK UZER