Development of an ultra wide band (UWB) array antenna
Çok geniş bandlı dizi anten geliştirilmesi
- Tez No: 733106
- Danışmanlar: PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Telekomünikasyon, uzay ve havacılık, RADAR uygulamaları ve MIMO sistemleri gibi birçok alanda çok geniş bantlı anten dizilerine talep sürekli artmaktadır. Çok geni ş bantlı dizi geliştirmelerinde modern bir yaklaşım olarak dizi elemanları arasındaki ortak etkileşim öne çıkmaktadır. Dizi elemanları tekil halde dar bantlı bir karakteristi ğe sahip olsa da, dizi konfigürasyonu içerisinde güçlü ortak etkileşim sebebiyle geniş bantlı özellik kazanmaktadır. Bu çalışmada, çok geniş bantlı sıkı akupleli dipol dizi anten tasarlanmış, üretilmiş ve ölçümlenmiştir. Sıkı akuple özelliği, üst üste binen dipol kolları kullanılarak kazandırılmıştır. Sonsuz TCDA dizisi, 0.9 GHz'den 6.8 GHz'ye VSWR<3.1 koşulunu sağlayan bant genişliğine sahiptir. Sonsuz dizi eleman kazancı ise frekansa bağlı olarak, -11.1 dBi ile 12.8 dBi arasında değişmektedir. Klopfenstein konikleştirilmiş hatlı balun ve empedans dönüştürücü eklenmiş sonsuz dizi ise 1.28 GHz'den 6.12 GHz'ye kadar VSWR<3.1 koşulunu sağlarken birkaç aşırı dar bantlı eş mod VSWR zıplamalarına sahiptir. Sonlu TCDA, kavramı ispat etmek için, 5×5 konfigürasyonunda, 0.762 mm kalınlıklı 0.035 bakır kaplı RO4350b malzemesi üzerine üretilmiştir. Toprak levhası 1.5 mm kalınlıklı FR4 öz malzemesi kullanılarak üretilmiştir. Üretilen TCDA, açık uçlu elemanlar ile yani sonlandırılmamış aktif eleman ölçümü ile ölçümlenmiştir. Ölçüm sonuçları olarak, merkez eleman 2.67 GHz'den 6.8 GHz'ye VSWR<3.1 koşullu bant genişliğine sahiptir, 3.15 GHz ile 3.3 GHz aralığında küçük tepe göz ardı edilmiştir. 5×5 dizi, 7.73 GHz'den 20 GHz'ye VSWR<3.1 koşullu ikincil bir çalışma bandına sahiptir. Ölçülen kazanç değeri, merkez eleman için -3.75 dBi ile 8.36 dBi arasında 3'den 12 GHz'ye kadar değişmektedir. Toplam 25 elemanın 9 tanesi ölçülmüş, dizi ışıma örüntüsü MATLAB üzerinde sentezlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Demand for ultrawideband antenna arrays in telecommunications, space and airborne platforms, RADAR applications and MIMO systems, etc. is rising consistantly. A modern approach to develop an ultrawideband array is to utilize the mutual coupling between array elements. Even though individual elements are of narrowband characteristic in isolated form, they gain ultrawideband performance in array configuration under strong mutual coupling. In this work, an ultrawideband tightly coupled dipole array antenna is designed, fabricated and measured. Overlapping dipole arms is utilized as the tight coupling scheme. Infinite array of proposed TCDA has the bandwidth from 0.9 GHz to 6.8 GHz for VSWR<3.1 condition. For the unit cell of the infinite TCDA, gain varies from -11.1 dBi to 12.8 dBi with respect to frequency. The Klopfenstein tapered line balun and impedance transformer are inserted to feed the infinite array, yielding BW from 1.28 to 6.12 GHz for VSWR<3.1 condition, while having several extremely narrowband common mode VSWR spikes occuring in the band. In order to prove the concept, the TCDA is fabricated with 5×5 configuration, on RO4350b with 0.762 mm thickness with 0.035 mm copper. The ground plane is fabricated with FR4 core material of 1.5 mm thickness. The fabricated TCDA is measured with left-open elements, i.e. active element measurements with unterminated elements. As the measurement results, the center element of the array has a bandwidth from 2.67 GHz to 6.8 GHz for VSWR<3.1 excluding small peak at VSWR in 3.15 to 3.3 GHz. 5×5 array has a secondary operational BW from 7.73 GHz to 20 GHz for VSWR<3.1. The measured gain of center element varies from -3.75 dBi to 8.36 dBi in 3 to 12 GHz measurement in unechoic chamber. 9 elements of the 25 total are measured, array patterns are synthesized via MATLAB using the 9 measured elements.
Benzer Tezler
- Radar uygulamalarında vivaldi anten tasarımı ve optimizasyonu
Vivaldi antenna design and optimization in radar applications
ERDEM BARLİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- Breast cancer detection and treatment using active sensor imaging and microwave hyperthermia
Aktif sensör görüntüleme ve mikrodalga hipertermi kullanarak meme kanseri tespiti ve tedavisi
FAWZIA ABDIEN ALI ABDULLA
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AŞKIN DEMİRKOL
- Analysis of the effect of element radiation pattern in the performance of MIMO arrays used in imaging applications
Görüntüleme uygulamalarında kullanılan ÇGÇÇ dizilerinin performansında eleman radyasyon düzeninin etkisinin analizi
FIRAT ALTUNTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ALATAN
- Design and optimization of compact vivaldi antenna with matching medium for microwave brain imaging applications
Mikrodalga beyin görüntüleme uygulamaları için eşleştirme ortamına sahip kompak vıvaldı antenin tasarımı ve optimizasyonu
CAFER UYANIK
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Hybrid beamforming techniques for millimeter-wave MIMO systems
Milimetre dalga MIMO sistemleri için hibrit hüzme oluşturma teknikleri
LIZA AFEEF OMAR SHEHAB EL DIN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN