A low-profile wideband antenna array with wide-scan ability
Düşük profilli geniş bant geniş tarama özelliğine sahip anten dizisi
- Tez No: 797645
- Danışmanlar: DOÇ. DR. LALE ALATAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- 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: 126
Özet
Bu tezde, düzlemsel, geniş bantlı, geniş tarama aralığına sahip, mikroşerit yama anten dizisi sunulmaktadır. Antenin profilini yükseltmeden bant genişliğini arttırabilmek için toprak düzlemine bir oyuk yerleştirilmiştir. Çok düşük profilli, 45°'ye kadar tarama özelliğine sahip, doğrusal polarizasyonlu bir anten dizisi tasarlanmıştır. Bu dizi, aktif VSWR 2'nin altında iken 21,5% bant genişliğine sahiptir. Konnektörler (50 Ohm SMP) ve dielektrik katmanlar (epsilon_r=3) kurulum ve baskı devre kartı üretim sürecine uygun olarak seçilmiştir. Dizinin birim hücresinin boyutları en yüksek çalışma frekansına göre (11.1 GHz) 0.5lambda_0 x 0.5lambda_0 x 0.13lambda_0 olarak tasarlanmıştır. 16x16 elemanlı dizi anteni imal edilmiş ve konnektörleri takılmıştır. S parametreleri Vektör Ağ Analizörü kullanılarak ölçülmüştür ve birim hücre simülasyon sonuçları ile yakın sonuçlar elde edilmiştir. Anten, 2'nin altında VSWR ile 8.92-11.1 GHz bandında çalışır ve E-, H- ve D-düzlemlerinde ± 45 ° tarama kapasitesine sahiptir. Beklendiği gibi, dizi ölçümündeki eleman sayısı arttıkça, sonuçlar birim hücre simülasyon sonuçlarına daha çok benzer hale gelmiştir. Eleman ışıma örüntüleri ve yönlülüğü, hem düzlemsel hem de küresel ölçümler kullanılarak yakın alan sistemlerinde ölçülmüştür. Bu tezde, genişletilmiş bir çalışma olarak, düzlemsel fazlı dizi uygulamaları için yeni bir hibrit beslemeli, düşük profilli, çift polarizasyonlu anten elemanı da önerilmektedir. Önerilen anten elemanı, her polarizasyon kanalı için, aktif VSWR 2.5:1'in altında olmak üzere 8.8-11.1 GHz geniş bir frekans bandı üzerinde E-, H- ve D-düzlemlerinde sırasıyla ±50°, ±50° ve ±75° geniş bir tarama aralığını desteklemektedir. Anten, dört Astra MT77 katmanı ve beslemeler için daha yüksek dereceli mod yayılımını azaltmaya hizmet eden bir dizi kaplamalı delik içeren düşük bir karmaşıklığa sahiptir. Kullanılan hibrit besleme yöntemi, 10 dB'den daha yüksek olan portlar arası izolasyonu artırmaya yardımcı olur. Geliştirilen anten elemanının düşük profili, konformal fazlı dizi uygulamalarına olanak tanımaktadır.
Özet (Çeviri)
An innovative planar wideband array of antennas with wide scan capability and microstrip patches as elements is presented in this thesis. A cavity is positioned on the ground plane to attain wideband operation without increasing the antenna profile. The array is linearly polarized antenna array. It has a very low profile and it is capable of scanning up to 45° at principal planes. The array's active VSWR (Voltage Standing Wave Ratio) is under 2, and its bandwidth is 21.5%. The connectors and substrate used for the antenna have been selected for ease of measurement and fabrication of the printed circuit board. Specifically, 50 Ohm SMP (Sub-Miniature Push-on) connectors are used and the substrate has a relative permittivity of 3 at 10 GHz. At the highest frequency of operation (11.1 GHz), the dimensions of the unit cell are 0.5lambda_0 x 0.5lambda_0 x 0.13lambda_0. The 16x16 element array antenna is fabricated and connectorized. The S-parameters are measured using a Vector Network Analyzer. Close results with the unit cell simulation results are obtained. The antenna operates in 8.92-11.1 GHz band with VSWR below 2 and has a scan capability of ±45° at E-, H- and D-planes. As expected, as the number of elements in the measured array increases, the results become more similar to the unit cell simulation results. The element radiation patterns and the directivity are measured in near-field systems by employing both planar and spherical measurements. \par In addition to the main focus of the thesis, a novel dual-polarized, low-profile, hybrid-fed antenna element is also presented for planar phased arrays. Hybrid feed consists of an aperture coupled feed for one polarization and a probe feed for the other polarization. The bandwidth of aperture coupled feed is extended by splitting the feed line into two lines and the bandwidth of the probe feed is increased by utilizing a matching network. This element has a low active VSWR, below 2.5:1, for each polarization port and allows for a wide operation band of 8.8-11.1 GHz with scanning capabilities of 50°, 50° and 75° in its E-, H- and D-planes for both ports. The design of this element is simple and efficient, composed of a set of vias that reduce high-order mode propagation and four Astra MT77 layers. The hybrid feeding approach improves the isolation between the ports, better than 10 dB when the array scans to 0°. The low-profile design of this element makes it suitable for conformal phased array applications.
Benzer Tezler
- Analysis and design of a low profile printed antenna for through-the-wall radar applications
Duvar arkası radar uygulamaları için portatif basılı bir antenin analizi ve tasarımı
MERT BELÖRENOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLÜDE GÜLBİN DURAL ÜNVER
- Compact triple band circularly polarized GNSS antenna design
Transfer öğrenmeyı kullanarak yüz ifadeleri tanıma ve veri büyütme
KHOBAIB ALDULAIMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAEID KARAMZADEH
- Çok geniş bantlı milimetre dalga vivaldi anten
Ultra wideband millimeter wave vivaldi antenna
TAHİR DURMUŞOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAMİD TORPİ
- Miniaturized flexible metamaterial antenna of circularly polarized high gain-bandwidth product for RF energy harvesting
Başlık çevirisi yok
MALAK NAEM NASHOOR ALAUKALLY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DOĞU ÇAĞDAŞ ATİLLA
PROF. DR. TAHA A. ELWİ
- Kablosuz haberleşme sistemleri için mikroşerit slot anten yapılarının sayısal analizi, tasarımı ve prototip gerçeklenmesi
Numerical analysis, design and prototype realization of microstrip slot antenna structures for wireless communication systems
MUSTAFA HİKMET BİLGEHAN UÇAR
Doktora
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUNUS EMRE ERDEMLİ