Kablosuz uygulamalara yönelik çok bantlı slotlu mikroşerit anten tasarımları ve deneysel analizi
Design and experimental analysis of multi-band slotted microstrip antennas for wireless applications
- Tez No: 997006
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FULYA BAĞCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Mikroşerit antenler, Microstrip antennas
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, kablosuz haberleşme sistemleri için slot tekniği, kusurlu toprak düzlemi ve farklı besleme yaklaşımlarını kullanan üç mikroşerit anten tasarlanmış; tam dalga elektromanyetik simülasyonlarla optimize edilerek fotolitografi yöntemiyle üretilmiş ve deneysel olarak doğrulanmıştır. İlk çalışmada slot tekniği ile çok bantlı çalışması sağlanan önerilen mikroşerit monopol anten, 1,87 GHz, 2,42 GHz, 3,27 GHz ve 5,44 GHz frekanslarında dört bantlı performans sergilemektedir. Anten; GSM 1,8–1,9 GHz, 3,3–3,8 GHz WiMAX ve WLAN 2,4/5 GHz bantlarını tek ve kompakt bir yapı içerisinde kapsamaktadır ve tüm çalışma bantlarında geri dönüş kaybı −15 dB'nin altında elde edilmiştir. Ölçülen tepe kazanç değerleri 2,0–2,9 dBi aralığında değişirken, ışıma verimliliği %65–%84 arasında gerçekleşmiştir. İkinci aşamada, koaksiyel beslemeli, yamada ve toprak düzleminde slotlar içeren çok bantlı bir yama anten tasarlanmıştır. Anten 2,36; 5,08; 6,05; 8,64 ve 10,93 GHz frekanslarında beş bantlı çalışmaktadır. Maksimum kazanç değerleri 2,69–5,45 dBi aralığında elde edilirken, ortalama toplam verimlilik yaklaşık %90 seviyesinde olup S, C ve X bantlarındaki radar, uydu ve noktadan noktaya haberleşme uygulamaları için uygun bir adaydır. Son aşamada, açıklık bağlaşımlı beslemeye sahip çok katmanlı bir mikroşerit yama anten tasarlanmıştır. Katmanlar arasına yerleştirilen hava boşluğu ve yama üzerindeki slotlar ile C ve X bantlarını kapsayan çok bantlı çalışma elde edilmiş; anten 5,48; 6,12; 6,70 ve 8,65 GHz frekanslarında rezonans göstermiştir. Simülasyonlara göre maksimum kazanç 6,90–8,21 dBi, ışıma ve toplam verimlilik %87–%95 aralığında elde edilmiş ve ölçüm sonuçlarının simülasyonlarla iyi uyumlu olduğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, three microstrip antennas employing slot techniques, defected ground structures, and different feeding approaches were designed for wireless communication systems. The proposed antennas were optimized using full-wave electromagnetic simulations, fabricated through photolithography, and experimentally validated. In the first study, a microstrip monopole antenna with multiband operation achieved through slot techniques exhibits four resonant modes at 1.87 GHz, 2.42 GHz, 3.27 GHz, and 5.44 GHz. The antenna covers the GSM 1.8–1.9 GHz, 3.3–3.8 GHz WiMAX, and WLAN 2.4/5 GHz bands within a single compact structure, with a measured return loss below −15 dB across all operating bands. The measured peak gain ranges from 2.0 to 2.9 dBi, while the radiation efficiency varies between 65% and 84%. In the second stage, a coaxial-fed multiband patch antenna incorporating slots on both the patch and the ground plane was designed. The antenna operates at five resonant frequencies of 2.36, 5.08, 6.05, 8.64, and 10.93 GHz. The achieved maximum gain ranges from 2.69 to 5.45 dBi, with an average total efficiency of approximately 90%, making the antenna a suitable candidate for radar, satellite, and point-to-point communication applications in the S, C, and X bands. In the final stage, a multilayer aperture-coupled microstrip patch antenna was designed. Multiband operation covering the C and X bands was achieved by introducing an air gap between the layers and slots on the patch. The antenna exhibits resonances at 5.48, 6.12, 6.70, and 8.65 GHz. According to the simulation results, the maximum gain ranges from 6.90 to 8.21 dBi, while the radiation and total efficiencies vary between 87% and 95%, with measured results showing good agreement with the simulations.
Benzer Tezler
- Mikrodalga uygulamaları için yörünge açısal momentum taşıyan girdap ışınlarının oluşturulması
Generation of orbital angular momentum votex beam for microwave applications
ZOHREH NOAMADEH
Doktora
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERTUĞRUL AKSOY
- Terahertz uygulamaları için çok bantlı, yüksek kazançlı anten tasarımına yönelik literatür incelemesi
Literature review on multiband, high gain antenna design for Terahertz applications
ZEYNEP LEYLA YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ SAYGIN
- Uzak mesafe nesnelerin interneti uygulamaları için yüksek kazançlı ve anahtarlanabilir anten tasarımları
Design of high gain and switchable antennas for far distance internet of things applications
GÜLDEN GÜNAY BULUT ÖNER
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ALTUNCU
DOÇ. DR. SUAD BAŞBUĞ
- Yüksek frekans uygulamalarına yönelik faz kaydırıcı devre tasarımlarında yeni olanaklar
New approaches in phase shifter circuit designs towards high-frequency applications
MERVE KILINÇ
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FIRAT KAÇAR
- Design of broadband amplifiers for microwave transmitters via real frequency techniques
Mikrodalga vericileri için geniş bantlı kuvvetlendiricilerin gerçel frekans teknikleri kullanılarak tasarlanması
ALPER YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BEKİR SIDDIK BİNBOĞA YARMAN