Optik saydam antenler
Optical transparent antennas
- Tez No: 885612
- Danışmanlar: PROF. DR. BARIŞ AKAOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mikroşerit antenler, Şerit antenler, Microstrip antennas, Strip antennas
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Optik olarak saydam antenler, sağlık, otomotiv ve sanayi uygulamalarındaki kritik rollerinden dolayı yüksek talep görmektedir. Literatürde ilk kez, optik olarak saydam antenlerde çoklu sandviç yapıların kullanılması yoluyla, optik saydamlık ve anten performansı arasındaki ilişki araştırılmaktadır. Bu tez kapsamında dikdörtgen yama anten olarak tasarlanan ve polikarbon alttaşlar üzerine üretilen üç adet saydam çok katmanlı anten yapısı sunulmuştur. Çok katmanlı yapıları, TiOx, SixNy ve ZnAlOx katmanları arasına sandviçlenmiş Ag katmanlarından oluşmaktadır. Çok katmanlı yapıların üretimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile doğrulanmıştır. 550 nm dalga boyunda, bir, iki ve üç kat Ag için sırasıyla %85, %73 ve %68 optik saydamlık değerleri elde edilmiştir. Antenlerin saçılma parametreleri (S11)ve ışıma desenleri ölçülmüş ve benzetim çalışmaları yapılmıştır. Üç katmanlı Dielektrik/Metal/Dielektrik sandviç yapısına sahip anten için; tepe kazancı 3,013 dBi, yönemliliği 8,072 dBi ve verimliliği %37,5 olarak elde edilmiştir. Ölçümler ile benzetimler arasındaki uyum ve elde edilen anten performansları, yenilikçi saydam anten tasarımımızı doğrulamaktadır. Tez kapsamın da ikinci bir çalışma olarak Ku-bant aralığında çift negatif (DNG) kırılma indisine sahip metamalzeme yapıları tasarlanmıştır. Yapılar, 1,6 mm kalınlığında FR4 alttaş üzerine 34 μm bakır kalınlığında desenlerden oluşmaktadır. İletim/Yansıma hattı yöntemini kullanılarak WR62 dalga kılavuzu ile saçılma parametreleri ölçülmüştür. Saçılma parametrelerine ait genlik ve faz değerleri kullanılarak elektrik geçirgenlik ve manyetik geçirgenlik değerleri Nicolson-Ross-Weir (NRW) algoritması ile hesaplanmıştır. ANSYS HFSS programı kullanılarak benzetim çalışması yapılmıştır. Saçılma parametrelerine bakıldığında rezonans değerleri sırası ile tasarım-1 için 16.5 GHz'de, tasarım-2 için 15.2 GHz'de ve tasarım-3 için ise 15.5 GHz'de gerçekleşmektedir.
Özet (Çeviri)
Optically transparent antennas are in high demand due to their critical role in healthcare, automotive and industry. We mitigate the trade-off between optical transparency and antenna performance by pioneering the introduction of multiple sandwich structures in optically transparent antennas, for the first time in the literature. Three transparent multilayer antenna structures are designed as a rectangular patch antenna and fabricated on polycarbonate substrates. The multilayer structure consists of Ag layers sandwiched between layers of TiOx, SixNy, and ZnAlOx. Fabrication of the multilayer structures are verified by scanning electron microscopy (SEM). Optical transparencies of 85%, 73%, and 68% are achieved at a wavelength of 550 nm for one, two, and three layers of Ag, respectively. Scattering parameters and radiation patterns of the antennas are measured and simulated. For the antenna including triple Dielectric/Metal/Dielectric sandwich structure; peak gain, directivity and efficiency are obtained as 3.013 dBi, 8.072 dBi, and 37.5%, respectively. The agreement between measurements and simulations, together with the antenna performances obtained, validates our novel transparent antenna design. As a second study within the scope of the thesis, Metamaterial structures with double negative (DNG) refractive index in the Ku-band range are designed. The structures consist of patterns with thickness of 34 μm copper on 1.6 mm thick FR4 substrate. Scattering parameters are measured with the WR62 waveguide using the Transmittance/Reflection line method. By using the amplitude and phase values of the scattering parameters, the electrical permeability and magnetic permeability values were calculated using with the Nicolson-Ross-Weir (NRW) algorithm. A simulation study is carried out using the ANSYS HFSS program. Considering the scattering parameters, the resonance values are observed at 16.5 GHz for design-1, at 15.2 GHz for design-2, and at 15.5 GHz for design-3, respectively.
Benzer Tezler
- Optiksel saydam antenlerin tasarımı ve karakterizasyonu
Design and characterization of optically transparent antennas
YASEMİN DEMİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ AKAOĞLU
- X bant frekans seçici yüzeyle radom tasarımı
Radome design wi̇th X-band frequency selecti̇ve surface
CUMHUR TOPCUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURHAN TÜRKER TOKAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ CİHAN DÖĞÜŞGEN ERBAŞ
- Saydam iletken kaplamaların optik ve elektrik parametrelerinin üretim parametrelerine bağımlılığı ve optimizasyonu
Başlık çevirisi yok
ÜMİT ÖZLEM ARIER
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BİLGİN AKDEMİR
- Saydam frekans seçicili optik geri beslemeli diyot lazerlerde ışın karakterizasyonu
Beam characterization in diode lasers with optical feedback withtransparent frequency selector
ŞERİFE AÇELYA USTA KAZAN
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İBRAHİM KÜÇÜKKARA
- Harici optik salınıcılı yarı iletken diyot lazer sistemlerinde saydam frekans seçici kırınım ağı kullanılması ve akortlama özelliklerinin araştırılması
Using transmission frequency selective diffraction grating at external cavity semiconductor diode laser (ecdl) systems and researching into tuning properties
SEMA BACANAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KÜÇÜKKARA