LTE haberleşmesi için bant genişliği artırılmış s-bant dairesel kutuplu düzlemsel dizi anten ile aktif yükseltecinin tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of increased bandwidth s - band circular polarized planar array antenna and active amplifier with increased bandwidth for the LTE communication
- Tez No: 895051
- Danışmanlar: PROF. DR. ALP ORAL SALMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Bu tez kapsamında uzak mesafe haberleşme uygulamalarında kullanılmak üzere LTE 7. bandında (verici 2500-2570 / alıcı 2620-2690 MHz) çalışan dairesel kutuplu 2x2 düzlemsel dizi anten ve aktif yükseltecinin tasarımı, benzetimleri, gerçekleştirilmesi ve ölçümleri yapılmıştır. Yükelteç tasarımı, antenin hem alıcı hem de verici olarak eş zamanlı çalışmasını sağlayacak şekilde Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (FDMA) haberleşmesine olanak veren bir mimaride gerçekleştirilmiştir. Antenin analitik hesaplamaları yapılmış ve bu hesaplamalar doğrultusunda benzetimler CST programında gerçekleştirilmiştir. Öncelikle birim antende dairesel yamanın çapı parametrik olarak değiştirilerek rezonans frekansı ayarlanmış, ardından dizi antendeki yamalarda bulunan çentiklerin boyutları değiştirilerek eksenel oran (AR) en iyi hale getirilmiştir. Dielektrik katmanlı dizi antende ise bant genişliği artırılmıştır. Sırasıyla birim, dizi ve dielektrik katmanlı dizi antenin kazançları 6, 9 ve 10 dBi'ya, bant genişlikleri ise 32, 56 ve 201 MHz'e artırılması başarılmıştır. Gerçekleştirilen antenin S-parametresi ölçümleri VNA ile yapılmış, uzak alan ışıma örüntüsü kazanç ölçümleri ise Spektrum Analizör (SA)'lü ölçüm sistemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dairesel kutuplu antenin benzetim ve ölçüm kazançları sırasıyla hem alıcı (2660 MHz) hem de verici (2540 MHz) frekanslarında yaklaşık 10 dBi, bant genişlikleri ise sırasıyla 201 MHz (%7,7) ve 235 MHz (%8,91) olduğu görülmüştür. Antenden elde edilen sinyalin yükseltilmesini sağlayan yükselteç devresinin tasarımı AWR benzetim programında gerçekleştirilmiştir. Yükseltecin baskı devresi Altium programı ile tasarlanmış ve ardından devre yurt dışında imal ettirilmiştir. Yükselteç ölçümleri sinyal jeneratörü ve SA kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aktif yükselteç sinyal gücünü benzetim ve ölçümde çok yakın çıkmıştır. Verici olarak kullanıldığında yaklaşık 25 dB, alıcı olarak kullanıldığında ise yaklaşık 10 dB yükseltmektedir.
Özet (Çeviri)
Within the scope of this thesis, the design, simulations, realization and measurements of a circular polarized 2x2 planar array antenna and active amplifier operating in the LTE 7th band (transmitter 2500-2570 / receiver 2620-2690 MHz) were made for use in long distance communication applications. The amplifier design is realized in an architecture that allows Frequency Division Multiple Access (FDMA) communication, allowing the antenna to operate simultaneously as both a receiver and a transmitter. Analytical calculations of the antenna were made and simulations were carried out in the CST program in line with these calculations. First, the resonance frequency was adjusted by parametrically changing the diameter of the circular patch in the unit antenna, and then the axial ratio (AR) was optimized by changing the dimensions of the notches in the patches in the array antenna. In the dielectric layer array antenna, the bandwidth is increased. It has been achieved to increase the gains of the unit, array and dielectric layer array antennas to 6, 9 and 10 dBi, and the bandwidths to 32, 56 and 201 MHz, respectively. S-parameter measurements of the realized antenna were made with VNA, and far-field radiation pattern gain measurements were made using a Spectrum Analyzer (SA) measurement system. It has been observed that the simulation and measurement gains of the circular polar antenna are approximately 10 dBi at both receiver (2660 MHz) and transmitter (2540 MHz) frequencies, and the bandwidths are 201 MHz (7.7%) and 235 MHz (8.91%), respectively. The design of the amplifier circuit, which enables the signal obtained from the antenna to be amplified, was carried out in the AWR simulation program. The printed circuit of the amplifier was designed with the Altium program and then the circuit was manufactured abroad. Amplifier measurements were carried out using a signal generator and SA. The signal strength of the active amplifier was very close in simulation and measurement. It amplifies approximately 25 dB when used as a transmitter and approximately 10 dB when used as a receiver.
Benzer Tezler
- A software defined network framework in 5G wireless systems
5G kablosuz sistemlerde yazılım temelli ağ iskeleti
GÖKHAN SEÇİNTİ
Doktora
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERK CANBERK
- 5G haberleşme için genişbant mikroşerit yama anten modellemesi, alttaş seçimi ve gerçeklemesi
Wideband microstrip patch antenna modeling, substrate selection and realization for 5G communication
MAHMUT KÖSEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL TÜTÜNCÜ
- 4G (LTE) haberleşme sistemlerinin matematiksel modellenmesinin matlab simülasyonu ve performans analizleri
Performance analysis and mathematical model with matlab simulation of 4G (LTE) communication systems
AHMET ŞAFAK YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURSEL AKÇAM
- Yeni nesil haberleşme sistemleri için yeni bir zamanlama algoritmasının geliştirilmesi
Developing a radio resource scheduler for mobile systems
FATİH BURAK KOYUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Kablosuz haberleşme uygulamaları için j sınıfı güç kuvvetlendiricisi tasarımı
Design of j class power amplifier for wireless communication applications
ENGİN ÇAĞDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN YAZGI
DOÇ. DR. OĞUZHAN KIZILBEY