A graphene-based monopole microstrip antenna with tuneable bandgap for UWB implementations
UWB uygulamaları için ayarlanabilir bant aralığına sahip grafen tabanlı tek kutuplu mikroşerit anten
- Tez No: 844985
- 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: M-MSA, Eş düzlemli dalga kılavuzu, grafen, UWB, M-MSA, Coplanar Waveguide, Graphene, UWB
- 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: 82
Özet
Monopole Mikroşerit Antenlerin (M-MSA'lar) kullanımı, uygun fiyatlı olmaları, yapım basitlikleri ve kompakt boyutları nedeniyle yaygındır ve çeşitli taşınabilir uygulamalara kusursuz entegrasyona olanak tanır. Son zamanlarda kablosuz kullanımlarda yaygın olarak kullanılan Ultra Geniş Bant (UWB) teknolojisi, özellikle bu tip antenlere dayanmaktadır. UWB teknolojisi, 3,1-10,6 GHz aralığında geniş bir frekans aralığı sunarak, kablosuz ses iletimi, kişisel konum belirleme, radyo frekansı tanıma, radar ve HD video iletimi dahil olmak üzere çok sayıda küçük güçlü kablosuz uygulamaya hizmet eder. Ancak bu frekans bandının geniş yapısı girişim olasılığını artırır. Bu katkı çalışması, büyük bant genişliği gibi UWB teknolojisinin koşullarını yerine getirmeye yetkin, değiştirilmiş küçük boyutlu kare bir M-MSA'yı formüle etmeyi, simüle etmeyi ve optimize etmeyi amaçlamaktadır. Tanıtılan M-MSA tasarımı, kare ışınlı bir yama, 1 mm kalınlığa ve 4,7 bağıl geçirgenliğe sahip bir dielektrik malzeme, yama ile aynı yüze basılmış kısmen zemin düzlemi ve eş düzlemli dalga kılavuzu beslemesini kapsar. UWB tam bandıyla en iyi uyumluluğu sağlamak için M-MSA tasarımında yamanın alt köşelerinde kesim ve boyutların değiştirilmesi gibi bazı değişiklikler yapılır. Ayrıca, UWB frekansları içerisinde bir bant aralığı oluşturmak için yama üzerine U şeklinde bir açıklığın eklenmesinin, paraziti etkili bir şekilde azaltması bekleniyor. Geliştirilen bant aralığı için ayarlanabilirliği elde etmek amacıyla açıklığı doldurmak için grafen kullanılır. DC voltajının grafene maruz kalması durumunda bant aralığı dağılırken, öngerilim olmadan grafen yüksek empedans sergileyerek açıklıktaki akım akışını kısıtlar. Sonuç olarak bant aralığının etkisi 3,87-4,85 GHz frekans aralığında belirgin hale geliyor. Simülasyon ve modifikasyon sürecinin gerçekleştirilmesinden sonra elde edilen sonuçlar hem kazançta hem de verimlilikte önemli bir iyileşme olduğunu göstermektedir. Ayrıca, askeri sabit iletişim, mobil iletişim, insansız hava araçları, kısa menzilli radyo bağlantıları, uydu iletişimi gibi çeşitli kaynaklardan gelen paraziti azaltmak için kasıtlı olarak seçilen bant aralığı bölgesinde kazanç zayıflamasında ve bozulmasında dikkate değer bir artış gözlemlenmektedir. ve 5G'nin düşük bandı.
Özet (Çeviri)
The utilization of Monopole Microstrip Antennas (M-MSAs) is widespread due to their affordability, simplicity in construction, and compact size, allowing seamless integration into various portable applications. Recently, the Ultrawide Band (UWB) technology, widely employed in wireless utilisations, is particularly reliant on this type of antenna. The UWB technology offers an extensive frequency range spanning in the range 3.1-10.6 GHz, catering to a multitude of small-power wireless implementations, including wireless voice transmission, personal localisation, radio frequency recognition, radar, and the HD video transmission. However, the broad nature of this frequency band increases the likelihood of interference. This contribution study seeks to formulate, simulate, and optimise an altered small-sized square M-MSA competent of fulfilling the conditions of UWB technology such as the large bandwidth. The introduced M-MSA design encompasses a square radiated patch, a dielectric material with a stout of 1 mm and 4.7 relative permittivity, a partially ground plane printed on the same face as the patch, and coplanar waveguide feed. To ensure the best compatibility with the UWB full band, certain of alterations to the M-MSA design are made like as a cut on the lower corners of the patch and changing the dimensions. Furthermore, the addition of a U-shaped aperture on the patch is suggested to be etched to create a bandgap within the UWB frequencies, effectively expected to reduce the interference. To obtain the tunability for the developed bandgap, graphene is employed to fill the aperture. In the case of the DC voltage being subjected to the graphene, the bandgap dissipates, while without biasing, the graphene exhibits high impedance, restricting current flow in the aperture. Consequently, the bandgap's impact becomes apparent within the frequency range of 3.87-4.85 GHz. After conducting the simulation and modification process, the obtained results demonstrate a significant improvement in both gain and efficiency. Furthermore, a notable increase in attenuation and degradation of gain is observed within the bandgap region, which was deliberately selected to mitigate interference from various sources such as military fixed communications, mobile communications, unmanned aerial vehicles, short-range radio links, satellite communications, and the low band of 5G.
Benzer Tezler
- p-aminofenol tayini için duyarlı grafen bazlı elektrokimyasal sensör
A graphene-based electrochemical sensor for sensitive detection of p-aminophenol
GAMZE ÇETİNTAŞ
- Graphene based materials obtained from graphite and polyacrylonitrile based carbon fiber for energy storage and conversion systems
Enerji depolama ve dönüşüm sistemleri için grafit ve poliakrilonitril esaslı karbon fiberden grafen tabanlı malzemelerin üretilmesi
MEHMET GİRAY ERSÖZOĞLU
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
PROF. DR. YÜCEL ŞAHİN
- Performance enhancement of graphene based optoelectronic devices
Grafen tabanlı optoelektronik aygıtlarda performans artırılması
ONUR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. EKMEL ÖZBAY
YRD. DOÇ. HÜMEYRA ÇAĞLAYAN
- A compact microstrip patch antenna with a graphene based reconfigurable bandgap
Başlık çevirisi yok
SALLY MEHDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDULLAHİ ABDU IBRAHIM
- Graphene based optoelectronics in the visible spectrum
Görünür spektrumda grafen tabanlı optoelektronik
EMRE OZAN POLAT
Doktora
İngilizce
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. COŞKUN KOCABAŞ
