Advanced antenna solutions for milimeter wave 5G applications
Milimetre dalga 5G uygulamaları için gelişmiş anten çözümleri
- Tez No: 991484
- Danışmanlar: Prof. Dr. GÖLGE ÖGÜCÜ YETKİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Anten dizileri, Mikroşerit antenler, Five-Generation Wireless Telephone Technology, Antenna arrays, Microstrip antennas
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, 28 GHz'de çalışan 5G kablosuz haberleşme için faz dizili antenlerin tasarımını ve benzetimini CST Microwave Studio kullanarak sunmaktadır. Çalışmada, yüksek kazançlı, yönlü, geniş huzme yönlendirme yeteneğine sahip ve kararlı performans gösteren diziler hedeflenmiştir. İlk olarak yarıklı yama ve parazitik yama olmak üzere iki tek-elemanlı anten tasarlanmış ve analiz edilmiştir; her iki anten de iyi ışıma karakteristiği sergilemiş, yarıklı anten 8,4 dBi ile biraz daha yüksek kazanç sağlamıştır. Bu elemanlar daha sonra 1×10 yarıklı dizi ve 1×8 parazitik dizi olmak üzere iki faz dizisine dönüştürülmüştür. Parazitik dizi −58° ila +58° arasında daha geniş yönlendirme aralığı, 15,2 dBi tepe kazanç ve −14,9 dB yan lop seviyesi (SLL) elde ederken; yarıklı dizi 18,5 dBi ile daha yüksek kazanç, −13,4 dB SLL ve −44° ila +44° yönlendirme aralığına ulaşmıştır. Ayrıca yarıklı dizi 18,5 ile 14,8 dBi arasında daha kararlı kazanç sergileyerek en az 12 dBi gereksinimi olan 5G şartlarını sağlarken, parazitik dizinin kazancı bazı açılarda 9,6 dBi'ye düşmüştür. Bu nedenle yarıklı dizi on farklı daraltma tekniği kullanılarak optimize edilmiş ve üstel daraltma yöntemi yaklaşık 18 dBi kazancı korurken yan lopları −21,7 dB'e düşürmüştür. Üretilen prototipin ölçüm sonuçları, küçük üretim farklılıklarına rağmen simülasyon sonuçlarıyla uyum göstermiş; ayrıca CST sonuçları HFSS ile doğrulanarak her iki platform arasında tutarlılık sağlanmıştır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the design and simulation of phased array antennas operating at 28 GHz for 5G wireless communication using CST Microwave Studio. The goal is to achieve high-gain, directional arrays with wide beam-steering and stable performance. Two single-element antennas, a slotted patch and a parasitic patch, were first designed and analyzed. Both showed good radiation characteristics, with the slotted element achieving a slightly higher gain of 8.4 dBi. These were then configured into two phased arrays: a 1×10 slotted array and a 1×8 parasitic array. The parasitic array achieved a wider steering range of −58° to +58°, a peak gain of 15.2 dBi, and a side-lobe level (SLL) of −14.9 dB, while the slotted array attained a higher gain of 18.5 dBi, SLL of −13.4 dB, and a steering range of −44° to +44°. The slotted array also maintained a more stable gain between 18.5 and 14.8 dBi, meeting the 5G requirement of at least 12 dBi, whereas the parasitic array's gain dropped to 9.6 dBi at some angles. Therefore, the slotted array was optimized using ten tapering techniques, with the exponential taper effectively reducing side lobes to −21.7 dB while maintaining about 18 dBi gain. A prototype was fabricated and measured, showing satisfactory agreement with simulation results despite minor fabrication variations. The CST results were further validated with HFSS, confirming consistency between both simulation platforms.
Benzer Tezler
- 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
- Gemilerin ısar ile görüntülenmesinde radar saçılma yüzeylerinin fizik optik yardımıyla modellenmesi
Başlık çevirisi yok
E.ELİF TEPELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERCAN TOPUZ
- From media-based modulation to reconfigurable intelligent surfaces: Novel index modulation solutions
Ortam-tabanlı modülasyon'dan uyarlanabilir akıllı yüzeylere: Özgün indis modülasyon çözümleri
ZEHRA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- 5G haberleşme sistemleri için 28/38 GHz çift bantlı mikroşerit anten tasarımı ve prototip üretimi
For 5G communication systems 28/38 GHz dual-band microstript antenna desi̇gn and prototype production
BİLAL OKAN İÇMEZ
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇETİN KURNAZ
- Hybrid beamforming techniques for millimeter-wave MIMO systems
Milimetre dalga MIMO sistemleri için hibrit hüzme oluşturma teknikleri
LIZA AFEEF OMAR SHEHAB EL DIN
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Medipol ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN