Analysis and design of active integrated antennas for transceivers
Verici ve alıcılar için aktif tümleşik antenlerin analizi ve tasarımı
- Tez No: 791329
- Danışmanlar: PROF. DR. BAHADIR SÜLEYMAN YILDIRIM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Alıcı ve verici mikroşerit yama antenleri, harmonikleri bastırma özelliği, Düşük gürültülü kuvvetlendirici, güç yükselteci, T/R anahtarlama devresi tasarımı, Transmit and receive microstrip patch antennas, harmonic suppression property, low-noise amplifier, power amplifier, T/R switching circuit design
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 199
Özet
Bu tez, bir Verici / Alıcı (T/R) aktif anten sistemi için sağlam tasarım ve modelleme yaklaşımları sunmaktadır. 2.45 GHz ve 5.2-5.8 GHz WLAN frekansları için kazanç, verimlilik ve radyasyon özelliklerinin iyi olduğu bir Verici / Alıcı (T/R) aktif anten tasarımı geliştirilmiştir. Verici Anteni, Verici / Alıcı (T/R) anahtarı aracılığıyla bir Güç Amplifikatörüne (PA) bağlanmıştır. Alıcı Anteni, Verici / Alıcı (T/R) anahtarı aracılığıyla bir Düşük Gürültülü Kuvvetlendiriciye (LNA) bağlanmıştır. Verici / Alıcı (T/R) modları arasında geçiş, literatürde olduğu gibi PIN diyotları veya GaAs MESFET'ler yerine npn/pnp BJT çiftleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Verici görevi gören anten, oluşan harmonikleri bastıracak şekilde tasarlanmıştır. Güç amplifikatörleri (PA'lar), taşınabilir uygulamalarda gücün çoğunu tüketir. Bu nedenle, aktif Verici / Alıcı (T/R) anten sisteminin bir parçası olarak güç kuvvetlendiricisi topolojileri araştırılmış ve tasarlanmıştır. LNA için tek aşamalı bir kuvvetlendirici topolojisi incelenmiştir. Çalışma prensibi Sonlu Elemanlar yöntemine (FEM) dayalı olan Ansoft Yüksek Frekans Sistem Simülatörü (HFSS) kullanılarak Verici / Alıcı (T/R) anten simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Yükselteç devresi tasarımları ise Ansoft Designer kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Genel tasarımın üç ana bileşeni, aktif anten, düşük gürültü ve güç amplifikatörleridir. Aşağıdaki hedeflere ulaşılmıştır: Anteni iletim modunda bir yük olarak sürmek için doğrusal PA tasarımı. LNA tasarımı. Aktif mikroşerit yama anten tasarımı. T ve R blokları arasında iyi izolasyon sağlamak için bir T/R anahtarı. İletim modunda harmonik bastırma. Genel olarak, tez, iyi harmonik bastırma ve izolasyona özelliğine sahip kompakt bir T/R aktif anten sisteminin tasarlanması ile tamamlanmıştır. Empedans uyumu, anten ışıma modeli, anten kazancının teorik, sayısal ve ölçülen sonuçları tez içerisinde sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
This thesis has presented solid design and modeling approaches for a Transmit/Receive (T/R) active antenna system. The design of a T/R active antenna with good gain, efficiency, and radiation properties is developed for the 2.45 GHz and 5.2-5.8 GHz WLAN frequencies. Transmit Antenna has been connected to a Power Amplifier (PA) through the T/R switch. Receive Antenna has been connected to a Low-noise Amplifier (LNA) through the T/R switch. Switching between T and R modes was realized using a NOT gate using npn/pnp BJT pairs instead of PIN diodes or GaAs MESFETs as in the literature. The antenna in Transmit mode has been designed such that some of the harmonics are suppressed. Power amplifiers (PAs) consume the majority of power in portable applications. Therefore power amplifier topologies have been investigated and designed as part of the active T/R antenna system. For the LNA, single-stage amplifier topologies have been investigated. Transmit/ Receive (T/R) antenna simulations have been performed using Ansoft High-Frequency System Simulator (HFSS), whose working principle is based on the Finite Element method (FEM). Amplifier circuit designs have been realized using Ansoft Designer. Three main components of the overall design are active antenna, low-noise, and power amplifiers. The following objectives have been achieved: Linear PA design to drive the antenna as a load in Transmit mode. LNA design. Active microstrip patch antenna design. A T/R switch provides good isolation between T and R paths. Harmonic suppression in Transmit mode. Overall, the thesis has resulted in a compact T/R active antenna system with good harmonic suppression and isolation. Theoretical, numerical, and measured results of impedance matching, antenna radiation pattern, and antenna gain, have been reported and presented in this thesis.
Benzer Tezler
- Analysis and design of slotted substrate integrated waveguide antenna on cylindrical surface
Silindirik yüzey üzerinde yarıklı dalga kılavuzu anteninin analiz ve tasarımı
ÖMER BAYRAKTAR
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE ÖZLEM AYDIN ÇİVİ
- Yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey destekli masif çok-girişli çok-çıkışlı sistemlerin milimetre dalga bandında performans analizi
Performance analysis of intelligent reconfigurable surface assisted massive multi-input multi-output systems in millimeter wave band
BEYZA ÖNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medeniyet ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİHAT KABAOĞLU
- Frequency reconfigurable terahertz sources using nano-actuators
Nano-anahtarlama yöntemi ile frekansı ayarlanabilir terahertz kaynaklar
KAZIM DEMİR
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÜNLÜ
- Jeodezik çalışmalarla İzmit körfezi ve yakın çevresi kabuk deformasyonlarının belirlenmesi
Determination of crust deformations of İzmit region and its vicinity with geodetic studies
MEHMET BAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAHMİ NURHAN ÇELİK
- Index modulation based designs, error performance and physical layer security analyses for unmanned aerial vehicle networks
İnsansız hava aracı ağları için indis modülasyonu tabanlı tasarımlar, hata performansı ve fiziksel katman güvenlik analizleri
AYŞE BETÜL BÜYÜKŞAR
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ