S-bant telemetri frekansı uygulamaları için silindirik yüzeye uyumlu dizi anten tasarımı
Cylindrical surface compatible array antenna design for s-band telemetry frequency applications
- Tez No: 916662
- Danışmanlar: PROF. DR. NURSEL AKÇAM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
Füze ve roket uygulamaları gibi test noktasında veri toplamanın mümkün olmadığı durumlarda telemetri sistemleri kullanılarak kablosuz haberleşme aracılığı ile test edilen birimden veriler alınarak analizler gerçekleştirilmektedir. Bahsedilen senaryoda kablosuz haberleşmenin sağlanması amacı ile test edilen birimin aerodinamik yapısını bozmayacak ve telemetri sistemleri için“IRIG Standart 106-04 Part 1”standardı tarafından tanımlanmış frekans bantlarında çalışabilecek anten tasarımlarının ortaya koyulması gerekmektedir. Bu çalışmada, füze ve roket gibi silindirik bir yüzeye sahip platformlardan uçuş esnasında kablosuz haberleşme ile veri toplanabilmesi amacı ile S-Bant telemetri frekansında çalışacak silindirik yüzeye uyumlu dikdörtgen mikroşerit yama dizi anten tasarımı ve üretimi yapılmıştır. İlk olarak birim ışıma elemanı boyutları teorik olarak hesaplanarak HFSS (High Frequency Structure Simulator) benzetim programı aracılığı ile modellenmiş ve analiz edilmiştir. Analiz esnasında mükemmel uyumlu tabaka (Perfectly Matched Layer - PML) sınır koşulları ve elektromanyetik olarak etkileşimli sınır koşulları (Master/Slave Boundary) kullanılarak birim ışıma elemanının dizi anten yapısı içerisinde maruz kalacağı girişimler hesaba katılmak istenmiştir. Hazırlanan simülasyon ortamında yapılan analizler sonucunda optimum birim ışıma elemanı boyutları belirlenerek dört elemanlı düzlemsel dizi anten yapısı CST (Computer Simulation Technology) benzetim programı aracılığı ile kurgulanmıştır. Tek bir besleme portu üzerinden sağlanan enerji, T-eklem güç bölücüler ve çeyrek dalga dönüştürücüler vasıtası ile birbirlerine göre 2,25 GHz merkez çalışma frekansında 0,75 λ mesafeye yerleştirilmiş birim ışıma elemanlarına iletilmektedir. İstenen anten parametrelerine ulaşılana kadar yapılan iyileştirme çalışmaları sonucunda elde edilen optimum düzlemsel dizi anten 128 mm çapındaki bir silindirik yüzeyi saracak şekilde bükülmüştür. Ortaya çıkan silindirik yüzeye uyumlu dizi anten yapısının çalışma merkez frekansında meydana gelen kaymayı düzeltmek için yeni yapı ile tekrar optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Beklenen değerlere ulaşılması sonrasında hem düzlemsel dizi anten hem de bükülmüş dizi anten üretimleri gerçekleştirilmiştir. Üretilen antenlerin S11 yansıma katsayısı ve bant genişliği parametreleri ölçülerek analizler sonucunda bulunan değerler ile kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In cases where data collection at the test field is not feasible, such as in missile and rocket application, telemetry systems are employed to transmit data from the tested unit via wireless commuication, thereby facilitating subsequent analysis. In the scenario described, it is essential to design antennas that do not interfere with the aerodynamic integrity of the tested unit and that can operate within the frequency bands specified by the“IRIG Standard 106 04 Part 1”standard for telemetry systems, to enable wireless communication. This study presents the design and product of a rectangular microstrip patch array antenna, compatible with the cylindrical surface of platforms such as missile and rockets, for the purpose of data collection during flight via wireless communication. The antenna is designed to operate at the S-Band telemetry frequency. Initially, the dimesions of the radiating element were theoretically calculated and subsequently modeled and analyzed using the HFSS (High Frequency Structure Simulator) simulation software. During the analysis, PML (Perfectly Matched Layer) boundary conditions and electromagnetically coupled boundary conditions were applied to account for the interferences that the radiating element would encounter within the array antenna configuration. Based on the analysis conducted in the preprepared simulation environment, the optimal dimensios of the radiating element were determined, and four elements planar array antenna structure was designed using the CST (Computer Simulation Technology) simulation software. The energy supplied through a single feed port is transmitted to the radiating elements, which are placed 0,75 λ apart from each other at a central operating frequency of 2,25 GHz, via T-junction power dividers and quarter wave transformers. As a result of the iterative optimization process conducted to achieve the desired antenna parameters, the final planar array antenna was curved to conform to the surface of a cylindrical structure with a diameter of 128 mm. To compensate for the frequency shift occuring at the operating central frequency of the array antenna structure adapted to the cylindrical surface, further optimization efforts were carried out with the new configuration. After the expected values were acquired, the fabrication of both planar and curved array antennas was performed. The S11 reflection coefficient and bandwidth parameters of the fabricated antennas were measured and compared with the values obtained from analyses.
Benzer Tezler
- Biyotelemetri uygulamaları için çoklu bant implant anten tasarımı
Design of multi-band implantable antenna for biotelemetry applications
ÖMER FARUK ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SIDDIK CUMHUR BAŞARAN
- Design of an origami structured deployable s-band helical antenna for 6U cubesats
6U küp uydular için origami yapılı açılabilir s-bant sarmal anten tasarımı
RÜMEYSA ÜSTÜNCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Savunma ve Savunma Teknolojileriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- A review of FFT algorithms and a real-time algorithm development for airborne vibration testing applications
FFT algoritmalarının incelenmesi ve uçuşta titreşim testi uygulamaları için gerçek zamanlı algoritma geliştirilmesi
OSMAN BİRKAN ÖZSEVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA HELVACI
- Networked computing-based system identification and control of electromechanical systems with industrial IoT
Endüstriyel IoT ile elektromekanik sistemlerin ağ hesaplama tabanlı sistem tanıma ve kontrolü
RAMAZAN KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Autopilot system and ground station software for UAV's
İnsansız hava araçları için oto pilot sistemi ve yer istasyonu yazılımı
SELMAN TOSUNOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RÜSTEM ASLAN