Design and improvement of hybrid metal-graphene microstrip antenna for indoor applications
İç mekan uygulamaları için hibrit metal-grafen mikroşerit anten tasarımı ve iyileştirilmesi
- Tez No: 844948
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ KARAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Mikroşerit anten, Bina içi iletişim, Grafen, yeniden yapılandırılabilir anten, Microstrip Antenna, Indoor Communications, Graphene, Reconfigurable Antenna, Antenna Optimization
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Altınbaş Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Son yıllarda, fiziksel bağlantılara ihtiyaç duymadan bilgi aktarmanın kolay ve verimli bir yolunu sunan kablosuz iletişim, günlük hayatımızda önemli bir önem kazanmıştır. Bu ilerleme, elektromanyetik dalgalar kullanılarak önemli mesafelerde kesintisiz etkileşimi kolaylaştırarak görevlerin gerçekleştirilme ve iletişimin gerçekleştirilme biçiminde devrim yarattı. Kablosuz iletişimin belirgin avantajı, özellikle geleneksel kablolu bağlantıların pratik olmadığı yerlerde erişilebilirliği ve uyarlanabilirliğinde yatmaktadır. Kablosuz ağlara olan bağımlılık arttıkça bağlantılı cihaz ve uygulamalarda da artış yaşandı. Ancak bu, ağ tıkanıklığına yol açarak daha sonra veri iletim hızını etkiledi. Bu zorluğun üstesinden gelmek için ağ operatörleri, daha hızlı veri aktarımına yönelik artan talebi karşılamak üzere daha yüksek frekansların kullanılması gibi çözümler araştırdı. Anten, kablosuz iletişim sistemlerinde hayati bir bileşen olarak önemli bir rol oynar. Çeşitli anten tipleri arasında mikroşerit antenler ön plana çıkmıştır. Ancak sıklıkla düşük kazanç ve sınırlı bant genişliği gibi sınırlamalar sergilerler. Bu endişelerin giderilmesi zorunlu hale geliyor. Bu çalışma, özellikle dikdörtgen ve dairesel yamalardan mikroşerit yama antenlerinin (MPA'lar) geliştirilmesine odaklanmaktadır. Amaç, iç ortamlardaki kişisel ağ uygulamalarına hitap ederek performanslarını 62 GHz'de çalışacak şekilde optimize etmektir. Simülasyon ve optimizasyon işlemleri CST Antennas modelleme yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmektedir. MPA'ların bant genişliğini arttırmak için grafen pullarını içeren yaratıcı bir yaklaşım kullanılıyor. Bu pullar anten yamasındaki oyulmuş yuvalara stratejik olarak yerleştirilmiştir. Bu, antenin frekans tepkisine ayarlanabilirlik kazandırarak antenin uygulanan voltajlara uyarlanabilir olmasını sağlar. Anten performansı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için çeşitli yuva şekilleri araştırılmıştır. Simülasyon sonuçları bu yaklaşımın etkinliğini vurgulamaktadır. Antenler, 62 GHz, 59.545 GHz, 58.02 GHz, 53.21 GHz ve 57.965 GHz dahil olmak üzere birden fazla frekans bandında sağlam performans ve dikkate değer ayarlama yetenekleri sergiliyor. Bu çalışma, anten performansını artırmada ve kablosuz iletişim alanındaki uygulamalarını genişletmede grafen bazlı modifikasyonların potansiyelinin altını çiziyor.
Özet (Çeviri)
In recent years, wireless communications have gained significant prominence in our daily lives, offering a convenient and efficient means of transmitting information without the need for physical connections. This advancement has revolutionized the way tasks are performed and communication is carried out, facilitating seamless interactions over substantial distances using electromagnetic waves. The distinct advantage of wireless communication lies in its accessibility and adaptability, particularly in locations where conventional wired connections are impractical. As the reliance on wireless networks has grown, there has been a surge in connected devices and applications. However, this has led to network congestion, subsequently affecting data transmission speed. To counteract this challenge, network operators have explored solutions like utilizing higher frequencies to cater to the increasing demand for faster data transmission. The antenna plays a pivotal role within wireless communication systems, acting as a vital component. Among the various antenna types, microstrip antennas have gained prominence. Yet, they often exhibit limitations such as low gain and restricted bandwidth. Addressing these concerns becomes imperative. This study focuses on the enhancement of microstrip patch antennas (MPAs), specifically from rectangular and circular patches. The goal is to optimize their performance for operation at 62 GHz, catering to personal network applications within indoor environments. The simulation and optimization processes are carried out using CST Antennas modeling software. To enhance the bandwidth of the MPAs, a creative approach involving graphene flakes is employed. These flakes are strategically placed within engraved slots on the antenna patch. This introduces tunability to the antenna's frequency response, making it adaptable to applied voltages. Various slot shapes are explored to assess their impact on antenna performance. The simulation results highlight the effectiveness of this approach. The antennas exhibit robust performance and noteworthy tuning capabilities across multiple frequency bands, including 62 GHz, 59.545 GHz, 58.02 GHz, 53.21 GHz, and 57.965 GHz. This work underscores the potential of graphene-based modifications in enhancing antenna performance and expanding their applications in the realm of wireless communication.
Benzer Tezler
- Seryum oksit esaslı hibrit materyalin peroksidaz aktivitesinin belirlenmesi
Determination of peroxidase activity of cerium oxide based hybrid material
NAIBA JABIYEVA
- Lityum-iyon piller için yüksek performanslı anot malzemesi olarak kalay oksit-indirgenmiş grafen oksit kompozitlerinin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of tin oxide-reduced graphene oxide composite as high performance anode material for lithium-ion batteries
MERT ARDA KAYIŞLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REHA YAVUZ
- Tabakalı kompozitlere arayüzey uygulaması ile sensör özelliği kazandırılması ve arayüzeyin mekanik özelliklere etkisi
Imparting sensor properties to laminated composites by interleaving application and the effect of interleaving on mechanical properties
TUGAY ÜSTÜN
Doktora
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBaşkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EBRU SARALOĞLU GÜLER
- AISI D3 çeliğinin sert tornalanmasında çevre dostu soğutma/yağlama stratejilerinin işleme performansı ve tribolojik özellikler üzerindeki etkisi
Effect of eco-friendly cooling/lubrication strategies on machining performance and tribological properties in hard turning of AISI D3 steel
MUHAMMED ÖMER AYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiUçak Gövde Motor Bakım Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÇAĞRI VAKKAS YILDIRIM
- Taılorıng mıcrostructure and morphology ın prınted carbon nanomaterıals for straın sensıng
Gerinim algılama için baskılı karbon nanomalzemelerde mikrostruktur ve morfolojinin özelleştirilmesi
ADEL ALRAİ
Doktora
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA CEBECİ
DOÇ. DR. ELİF ÖZDEN YENİGÜN