Evaluation of Air Cavities in Radio Frequency Circuit Board Stack-Ups for Millimeter-Wave Automotive Radar Applications
Milimetre Dalga Otomotiv Radarı Uygulamaları için Radyo Frekansı Devre Kartı Yığınlarında Oluşturulan Hava Boşluklarının Değerlendirilmesi
- Tez No: 934287
- Danışmanlar: PROF. DR. THOMAS EIBERT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Technısche Unıversıtat Munchen
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Otomotiv radarlarında yaygın olarak kullanılan düzlemsel iletim hatları ve anten dizileri, milimetre dalga frekanslarında yüksek güç kayıplarına maruz kalmaktadır. Bu tezde, prepreg katmanında bir hava boşluğu içeren yeni bir baskılı devre kartı (PCB) yığını üzerinde tasarlanan iletim hatları ve anten dizileri sunulmuştur. Hava boşluğunun etkisini değerlendirmek için, benzer tipte iletim hatları ve antenler klasik bir PCB yığını kullanılarak da tasarlanmıştır. Ayrıca, 76 GHz-81 GHz bandındaki yığınları karakterize etmek için halka rezonatörler ve yama antenler önerilmiştir. Bunlara ek olarak, ölçümler için gerekli olan geçiş yapıları ortaya konmuştur. Hava boşluğu içeren yığın için dielektrik çekirdek kalınlığı 0,075 mm ve hava boşluğu kalınlığı 0,058 mm olarak ayarlanırken, geleneksel yığın için 0,127 mm kalınlığında bir dielektrik çekirdek kullanılmıştır. Simülasyon sonuçlarından, hava boşluklu yığın üzerinde uygulanan askıya alınmış mikroşerit hattın (SMSL), geleneksel mikroşerit hattın (MSL) neden olduğu kayıptan 0,6 dB/cm daha az olan 0,5 dB/cm'lik bir ekleme kaybına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Benzer şekilde, kısmen hava dolgulu substrat tümleşik dalga kılavuzu (PAF-SIW) 0,71 dB/cm'lik bir ekleme kaybına yol açar ve bu da geleneksel SIW'den kaynaklanan kayıptan 0,7 dB/cm daha düşüktür. Ayrıca, çok katmanlı yapıların uygulanmasına izin veren diğer hava dolgulu iletim hatları, yani hava dolgulu gömülü mikroşerit hattı (AF-EMSL) ve hava dolgulu gömülü substrat tümleşik dalga kılavuzu (AF-ESIW) sırasıyla 0,92 dB/cm ve 1,58 dB/cm'lik bir ekleme kaybı sağlar. Geleneksel hatların ölçüm sonuçları simülasyon sonuçları ile iyi bir uyum göstermektedir. Simülasyon sonuçlarından, asılı mikroşerit seri beslemeli yama anten dizisinin 14 dBi'lik bir gerçek kazanca sahip olduğu ve bunun geleneksel seri beslemeli yama anten dizisinin gerçek kazancından 2 dB daha fazla olduğu görülmektedir. Ayrıca, önerilen hava dolgulu yama anten dizisi %3,6'lık bir bant genişliği sağlar, bu da yama ve tarak hatlı anten dizilerinin bant genişliklerini yaklaşık olarak ikiye katlar. Geleneksel antenlerin simülasyon sonuçları ölçüm sonuçları ile doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
Planar transmission lines and antenna arrays, which are widely used in automotive radars, suffer from high losses at millimeter-wave frequencies. In this thesis, trasmission lines and antenna arrays implemented on a novel printed circuit board (PCB) stack-up, which includes an air cavity in the prepreg layer, are presented. In order to evaluate the effect of the air cavity, similar types of transmission lines and antennas are also designed using a conventional PCB stack-up. Moreover, ring resonators and patch antennas are proposed to characterize the stack-ups in the 76 GHz-81 GHz band. In addition to them, transition structures that are necessary for measurements are put forward. Whereas the dielectric core thickness is chosen as 0.075 mm and the air cavity thickness is set to 0.058 mm for the air-filled stack-up, a dielectric core with thickness of 0.127 mm is used for the conventional stack-up. It is concluded from the simulation results that the suspended microstrip line (SMSL) implemented on the stack-up with air cavity, has an insertion loss of 0.5 dB/cm, which is 0.6 dB/cm less than the loss caused by the conventional microstrip line (MSL). Similarly, the partially air-filled substrate integrated waveguide (PAF-SIW) yields an insertion loss of 0.71 dB/cm, which is lower than the loss resulted from the conventional SIW by 0.7 dB/cm. Besides, other air-filled transmission lines that allows the implementation of multilayer structures, namely the air-filled embedded microstrip line (AF-EMSL) and the air-filled embedded substrate integrated waveguide (AF-ESIW) provide an inser tion loss of 0.92 dB/cm and 1.58 dB/cm, respectively. The measurement results of the conventional lines show a good agreement with the simulation results. From the simulation results, it is also observed that the suspended microstrip series-fed patch antenna array has a realized gain of 14 dBi, which is 2 dB greater than the realized gain of the conventional series-fed patch antenna array. This corresponds to an increase of 8% in the radiation efficiency. Likewise, the suspended comb-line antenna array surpasses the realized gain of the conventional comb-line antenna array by 3.2 dB and provides a realized gain of 15.6 dBi, which indicates an improvement of 9% in the radiation efficiency. Furthermore, the proposed air-filled stacked patch antenna array yields a bandwidth of 3.6%, that approximately doubles the bandwidths of the patch and comb-line antenna arrays. The simulation results of the conventional antennas are verified by the measurement results.
Benzer Tezler
- İsmayıl Hakkı Baltacıoğlu'nun kültür ve eğitim kavramı üzerine bir inceleme
An Examination of the concepts of culture and education of Ismayıl Hakkı Baltacıoğlu
ABDULLAH DİKİCİ
Doktora
Türkçe
1986
Eğitim ve ÖğretimUludağ ÜniversitesiEğitim Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT ANAR
- Gebelik ve doğum olgularında prolaktin düzeylerinin değerlendirilmesi
The Evaluation of prolactin values during pregnancy labour and in deliveries
TÜLİN AKAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Yenileme yatırımları
Başlık çevirisi yok
OSMAN NURİ FİLİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
İşletmeGazi ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN OKKA
- Bromtimol mavisi, bromkresol moru ve klorfenol kırmızısı indikatörleri katılmış özel besiyerlerinin sütlerde antibiyotik belirtilmesine uygunluğu üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ESENGÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAYGIN