Giyilebilir uygulamalar için frekans seçici yüzey tasarımı
Frequency selective surface design for wearable applications
- Tez No: 895948
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NİGAR BERNA TEŞNELİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Bu tez çalışmasında giyilebilir uygulamalarda kullanılmak üzere, 6 GHz'in altındaki bantlarda filtreleme özelliği gösteren çoklu bant durdurma iletim cevabına sahip iki farklı, özgün Frekans Seçici Yüzey (FSY) tasarımı ve analizi sunulmuştur. Tasarım-1 olarak adlandırılan ve iki farklı frekansta durdurma bandına sahip yapıda alttaş olarak polyester keçe kumaş, Tasarım-2 olarak tanımlanan üç durdurma bandına sahip yapıda ise alttaş olarak yünlü keçe kumaş tercih edilmiş ve her iki tasarımda da iletken olarak bakır kullanılmıştır. Kullanılan kumaşlara ait elektriksel özellikler referans alınarak güçlü bir elektromanyetik analiz programı olan CST Studio Suite programı aracılığı ile FSY'lere ait tasarımlar gerçekleştirilmiş ve tasarımı yapılan yapılar için S21 (iletim) ve S11 (yansıma) frekans cevapları incelenmiştir. Kumaş FSY yapıların tasarımlarına ait parametre analizleri gerçekleştirilerek, tasarım parametreleri optimize edilmiş ve istenilen frekans bantlarında filtreleme özelliği göstermesi sağlanmıştır. Tasarım-1 sırasıyla 2.4 GHz ve 4.72 GHz frekanslarında iletim sıfırlarına sahip, 0.75 GHz ve 0.69 GHz bant genişliğinde iki durdurma bandı bulundurmaktadır. Tasarım-2 kumaş FSY yapısı ise 1.17 GHz, 3.74 GHz ve 4.72 GHz frekanslarında üç iletim sıfırına sahiptir. Bant genişlikleri ise; 0.65 GHz, 1 GHz ve 1.17 GHz'dir. Hem Tasarım-1 hem de Tasarım-2 TE ve TM polarizasyonlarda özdeş frekans cevaplarına sahiptir. Dolayısıyla her iki tasarım da polarizasyondan bağımsız frekans tepkisi özelliği sergilemektedir. Açısal kararlılık analizleri gerçekleştirilen yapılardan Tasarım-1 farklı geliş açıları için; 1.rezonans frekansı 2.4 GHz'de TE polarizasyon için 30º'ye kadar %5.83'lük bir sapma ile kararlı davranırken, TM polarizasyonda %2.5'lik bir sapma ile 60º'ye kadar kararlı davranmıştır. Tasarım-2'nin ise farklı dalga geliş açıları için 1. rezonans frekansında 60º'ye, 2 ve 3.rezonans frekansında 20º'ye kadar açısal kararlılık sergilediği görülmektedir. Tasarım-2 kumaş FSY yapısı; %90 yün karışımına sahip keçe kumaş alttaş üzerine, 0.035 mm kalınlıkta bakır bant ile 3×5'lik bir FSY dizisi biçiminde üretilmiş ve yansımasız odada serbest uzay ölçüm metodu kullanılarak iletim parametresi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ölçüm sonuçları benzetim sonuçları ile karşılaştırılarak yapılan analizlerin doğruluğu test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design and analysis of two different, novel Frequency Selective Surfaces (FSS) with multiband stop transmission response and filtering at bands sub- 6 GHz for wearable applications. Design-1, which has two stop bands at different frequencies, uses polyester felt fabric as the substrate, while Design-2, which has three stop bands, uses wool felt fabric as the substrate and copper is used as the conductor in both designs. With reference to the electrical properties of the fabrics used, the designs of the FSSs were realized by means of CST Studio Suite, a powerful electromagnetic analysis program, and the S21 (transmission) and S11 (reflection) frequency responses were examined for the designed structures. Parameter analysis of the designs of the fabric FSS structures was performed, the design parameters were optimized and the filtering feature was provided in the desired frequency bands. Design-1 has transmission zeros at frequencies of 2.4 GHz and 4.72 GHz, respectively, and two stop bands of 0.75 GHz and 0.69 GHz bandwidth. Design-2 fabric FSS structure has three transmission zeros at frequencies of 1.17 GHz, 3.74 GHz and 4.72 GHz. The bandwidths are 0.65 GHz, 1 GHz and 1.17 GHz. Both Design-1 and Design-2 have identical frequency responses in TE and TM polarizations. Therefore, both designs exhibit polarization insensitive frequency response characteristics. Among the structures for which angular stability analyses were performed, Design-1 behaved stable with a deviation of 5.83% up to 30 for TE polarization at the 1st resonant frequency of 2.4 GHz for different incidence angles, while it behaved stable up to 60 for TM mode with a deviation of 2.5%. It is observed that Design-2 exhibits angular stability up to 60 at the 1st resonance frequency and up to 20 at the 2nd and 3rd resonance frequency for different wave incidence angles. Design-2 fabric FSS structure was fabricated as a 3×5 FSS array with a 0.035 mm thick copper tape on a felt fabric substrate with 90% wool blend and transmission coefficient measurements were performed using the free space measurement method in an anechoic chamber. The measurement results were compared with the simulation results for verification.
Benzer Tezler
- Yapay manyetik iletken (AMC) yapılarının giyilebilir antenlerde özgül emilim oranı (SAR) ve kazanç iyileştirmesine etkisi
Effect of artificial magnetic conductor (AMC) structures on specific absorption rate (SAR) and gain improvement in wearable antennas
BİLAL YÜKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- Broadband metamaterial solar cell design
Geniş bantlı metamalzeme güneş hücresi tasarımı
YAREN YÜCEL YAMAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- Statistical feature learning and signal generation for time-series sensor signals
Zaman serisi sensör işaretleri için öznitelik öğrenimi ve işaret üretimi
ERKAN KARAKUŞ
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE KÖSE
- Breast cancer detection and treatment using active sensor imaging and microwave hyperthermia
Aktif sensör görüntüleme ve mikrodalga hipertermi kullanarak meme kanseri tespiti ve tedavisi
FAWZIA ABDIEN ALI ABDULLA
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AŞKIN DEMİRKOL
- Elektronik devre içermeyen tekstil bazlı radyo frekans ile tanımlama (RFID-etiket) ürün tasarımı ve geliştirilmesi
Textile based radio frequency identification (RFID-tags) product design and development without an electronic circuit
MÜJGAN NAYCI DUMAN
Doktora
Türkçe
2023
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiMarmara ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL USTA