A novel beam steerable antenna array system for 5G mm-wave applications
5g milimetre dalga uygulamaları için özgün bir ışın huzmesi yönlendirilebilen anten dizin sistemi
- Tez No: 761018
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM TEKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Bu tezde 5G 28 GHz milimetre (mm) dalga uygulamaları için özgün, düşük maliyetli, geniş açılı ve ışın huzmesi yönlendirebilen bir mikroşerit anten dizin sistemi önerilmiştir. Son sistem dikey olarak yanlara yerleştirilmiş iki kol hattı kuplaj ve ana yüzeye yerleştirilmiş bir Butler matrisi ve onlara bağlanmış N × 10 anten dizinlerinden ibarettir. Sırasıyla, 4 ve 2 ışın üretebilen geleneksel 4 × 4 Butler matrisi ve kol hattı kuplaj elemanından farklı olarak, bu tasarımda, özgün bir besleme tekniği kullanılmaktadır. Bu sayede, sistem Butler matrisi için 7 ışın ve kol hattı kuplaj elemanı için 3 ışın üretebilmiştir. Sistemin en son konumlandırmasında, kol hattı kuplaj elemanı ana huzme şekillendirme ve 4 × 10 dizinine dikey bir şekilde yerleştirilerek sistemin daha geniş bir açısal kapsama sahip olması sağlanmıştır. 13 ışın için ölçülen kazanç seviyesi 28 GHz'de 11.2 ile 14.1 dBi seviyeleri arasındadır. Bu system sayesinde 26.5 ve 29.5 GHz bandının tamamını kapsayacak geniş bir empedans bant genişliği elde edilmiştir, ayrıca kazanç değerinin 10 dBi üzerinde olduğu %10 bir fraksiyonel yayılım bant genişliği sağlanmıştır. Ayrıca, yayılım bant genişliğinin iyileştirilmesi için belirtilen bantta özgün bir yarık anten dizini tasarlanmıştır. Tasarımın doğrulanabilmesi için düşük maliyetli PCB prototipleme tekniği kullanılmıştır ve üretimden sonra tasarımın yansıma katsayıları ve yayılım örüntülerinin ölçümleri yapılmıştır. Düşük maliyeti, geniş açısal kapsamı ve yükseltilmiş kazancı bu sistemi 5G mm-dalga el aygıtları uygulamalarında kullanılması için uygun bir aday haline getirmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis proposes a novel, low-cost, wide-angle beam steerable microstrip antenna array system for 5G 28 GHz mm-wave band applications. The final system consists of two branch-line couplers on the perpendicular sides and one butler matrix on the main side of the final structure, together with their corresponding Chebyshev tapered antenna arrays. Unlike the conventional 4 × 4 Butler matrix and branch-line coupler feeding, which generally can generate 4 and 2 beams, the designed configuration employs a novel feeding technique that allows the system to generate 7 beams for the butler matrix and 3 beams for the branch-line coupler. The final system covers a wider spatial range due to its unique placement of the branch-line couplers and 2 × 10 array antennas perpendicular to the sides of the main beamforming and the 4 × 10 array antenna architecture. The measured gain for the 13 beams varied between 11.2 and 14.1 dBi at 28 GHz. A wide impedance bandwidth for the entire 26.5 to 29.5 GHz band was achieved, while more than a 10% fractional radiation bandwidth was obtained with a gain value over 10 dBi. Furthermore, to enhance the radiation bandwidth of the system, a novel slot-loaded unit element is designed and optimized for the corresponding beamforming network to operate at the band of interest. The proposed design's overall performance was verified, and a low-cost PCB prototyping technique was used for fabricating. Later the fabricated design's reflection coefficients and radiation patterns were measured. The final system's low-cost, wide beam coverage and improved realized gain values make it suitable for 5G mm-wave handset applications.
Benzer Tezler
- 5G beam steerable antenna arrays and SPDT based switching beamforming network integration for mobile stations
Mobil istasyonlar için 5G hüzme yönlendirilebilir anten dizilimleri ve SPDT tabanlı anahtarlamalı hüzme oluşturma ağ entegrasyonu
FIRAS ABDUL GHANI
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM TEKİN
- Antenlerin hızlı ve doğru tasarımı için esnek hesaplamaya dayalı sayısal karma yöntemler
Numerical hybrid methods based on soft computing for fast and accurate design of antennas
MAHMUD ESAD YİĞİT
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Akıllı anten kullanan genişbant kablosuz haberleşme sistemleri için servis kalitesi destekli ortam erişim kontrol protokolü
A new QoS-supported MAC protocol for broadband wireless networks using smart antenna
SEDAT ATMACA
Doktora
Türkçe
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CELAL ÇEKEN
- IoT ağlar için akıllı anten tabanlı çizelgeleme algoritmalarının incelenmesi
Analysis of smart antenna based scheduling algorithms for IoT networks
SERCAN KÜLCÜ
Doktora
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKaradeniz Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT GÖRMÜŞ
- Beam-squint aware channel estimation for dual-wideband RIS-aided massive MIMO
Çift geniş bantlı RIS destekli büyük MIMO sistemlerinde hüzme şaşmasına duyarlı kanal kestirimi
ONUR YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN MUZAFFER GÜVENSEN