Design of pattern reconfigurable antenna employing RF-MEMS switches
RF-MEMS anahtarları kullanılarak ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımı
- Tez No: 763033
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LALE ALATAN
- 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: 145
Özet
Bu tezde, 5G Massive MIMO sistemlerinde kullanılmak üzere yeniden yapılandırılabilir antenlerin tasarımı, simülasyonları, üretimi ve ölçümleri sunulmaktadır. Çalışma frekansı olarak 26 GHz seçilmiştir ve ışıma örüntüsünün yeniden yapılandırması için kontrol elemanları olarak RF-MEMS anahtarları kullanılmıştır. İlk adım olarak, farklı rezonatörlerin farklı çalışma modlarını uyarmasına dayalı olarak bir yama anteni tasarlanmıştır. Her rezonatörün farklı modlarını kullanarak farklı ışıma örüntüleri oluşturmak için merkezde dairesel bir yama ve etrafındaki halka rezonatör yapısı kullanılır. Anten iki beslemeye sahip olacak şekilde tasarlanmıştır; besleme noktaları antenin karşılıklı iki tarafında bulunur. Anten portlarının fazda veya faz dışı beslenmesine bağlı olarak, enine ışıma ve konik ışıma olmak üzere iki farklı ışıma modeli elde edilir. Farklı ışıma modlarının sayısını artırmak ve simetrik olmayan ışıma desenleri elde etmek için antenin yer düzleminde iki yarık açılır. Bu yarıkların içine yerleştirilen RF-MEMS anahtarları sayesinde yuvalardan biri kısa devre edilerek hem faz içi hem de faz dışı besleme için asimetrik ışıma desenleri elde edilir. ODTÜ MEMS Merkezi'ndeki üretim sürecinin uzaması nedeniyle, bu tezde önerilen yeniden yapılandırma konseptini doğrulamak için, ticari olarak mevcut bir dielektrik alt tabaka kullanılarak ve daha düşük bir frekans bandı (6-GHz altındaki bant) seçilerek tasarım tekrarlanmıştır. Böylece anten LPKF PCB Prototipleme makinesi kullanılarak üretililmiştir. Anten bağlantı noktalarının faz içi ve faz dışı uyarımını sağlamak için, bir hibrit halka bağlayıcı da tasarlanmıştır. Anten, hibrit halka bağlayıcı ile birlikte üretilmiş ve ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the design, simulations, fabrication and measurements of reconfigurable antennas for use in 5G Massive MIMO systems are presented. 26 GHz is chosen as the operating frequency and RF-MEMS switches are used as control elements for pattern reconfiguration. As a first step, a patch antenna is designed based on the excitation of different operation modes of different resonators. A circular patch in the center and a ring resonator structure around it are used to create different radiation patterns by utilizing different modes of each resonator. The antenna is designed to have two feeds; the feed points are located at two opposite sides of the antenna. Two different radiation patterns, namely broadside and conical beams, are obtained depending on whether the antenna ports are fed in phase or out of phase. To increase the number of different radiation modes and to obtain radiation patterns that are not symmetric, two slots are opened in the ground plane of the antenna. Through the RF-MEMS switches placed inside these slots, one of the slots are short circuited and asymmetric radiation patterns are obtained for both in-phase and out of phase feeding. Due to the prolongation of the manufacturing process in METU MEMS Center, in order to validate the reconfiguration concept proposed in this thesis, the design is repeated by using a commercially available dielectric substrate and by choosing a lower frequency band (the sub-6 GHz band) so that the antenna can be manufactured by using LPKF PCB Prototyping machine. To provide in-phase and out of phase excitation of antenna ports, a rat-race coupler is also designed. The antenna is manufactured together with the rat-race coupler and measured.
Benzer Tezler
- Frequency reconfigurable microstrip antenna system for satellite communications
Uydu iletişimleri için frekans yeniden yapılandırılabilir mikroşerit anten sistemi
FAWZY A.F. ALSHARIF
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN KURNAZ
- Design of pattern reconfigurable antennas by using characteristic mode theory
Karakteristik mod teorisini kullanarak örüntüsü değiştirilebilir anten tasarımı
TOLUNAY AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ALATAN
- Pattern reconfigurable antenna designs in sub-6 Ghz band for 5G applications
5g protokolünün 6 Ghz altı bandı için ışıma örüntüsü yapılandırılabilen anten tasarımları
FEZA TURGAY ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
DOÇ. LALE ALATAN
- Analysis and design of electronically controlled dual band wifi antenna using nitinol alloys and planar metals
Nitinol alaşımları ve düzlemsel metaller kullanılarak elektronik olarak kontrollü çift bantlı wifi anteninin analizi ve tasarımı
CEM BAYTÖRE
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE YEŞİM ZORAL
PROF. DR. ADNAN KAYA
- A linear phased array design with pattern reconfigurable elements
Yeniden yapılandırılabilir örüntü öğeleri ile doğrusal fazlı dizi dizaynı
ALİ BERBEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LALE ALATAN