ISM 2450MHZ CİVARINDA DAİRESEL MİKROŞERİT ANTENLERDE EŞ DÜZLEMSEL ÇERÇEVE YAPININ YANSIMA KATSAYISI, EN BÜYÜK KAZANÇ, BANT GENİŞLİĞİ VE HÜZME GENİŞLİĞİ ÜZERINE ETKİSİ

Year 2023, Volume: 8 Issue: 1, 145 - 165, 20.03.2023

Orhan Armağan , Mesud Kahriman

https://doi.org/10.57120/yalvac.1260328

Abstract

ÖZET
Bu çalışmada ISM bandı 2,45GHz çalışma frekanslı mikroşerit dairesel yama anten tasarımı yapılmış ve antenin S11 yansıma katsayısı ile PHI ve THETA açılarındaki maksimum anten kazancı belirlenmiş, Bant genişliği ve HPBW değerleri hesaplanmıştır. Daha sonra bu dairesel yama etrafına eş düzlemsel yapı yerleştirilerek farklı eş düzlemsel yapı genişlikleri için değerler tekrar elde edilmiş ve bu yapının PHI ve THETA açılarındaki maksimum Anten Kazancı ve HPBW değerlerine etkisi karşılaştırılmıştır. Bu işlemler için Ansoft HFSS simulasyon programı kullanılmıştır. Buna göre 110x112mm boyutundaki eş düzlemsel yapı bulunmayan mikroşerit dairesel yama anten için s11=-14,83dB, En Büyük Kazanç değeri -0,31dB iken Bant Genişliği 41,90MHz, HPBW değeri de 63⁰ elde edilmiştir. Antene boyutları değiştirilmeden eş düzlemsel yapı eklenerek bu değerler tekrar elde edildiğinde s11=-15,6dB, En Büyük Kazanç değeri 0,3034dB, Bant Genişliği 42,90MHz, HPBW değerleri de 64⁰ elde edilmiştir. Bu değerlerden de anlaşılacağı gibi eş düzlemsel yapı eklenmesinin anten parametrelerinden En Büyük Kazanç ve Bant Genişliğinde büyüme, s11 yansıma katsayısında küçülme şeklinde olumlu etkiler oluşturduğu ve benzer olumlu etkinin farklı anten boyutlarında da oluştuğu gözlenmiştir.

Keywords

yansıma katsayısı, bant genişliği, Hüzme Genişliği, mikroşerit anten, dairesel yama anten

References

• [1] Deschamps, G. A. (1953). Microstrip microwave antennas. In Proceedings of the Third Symposium on the USAF Antenna Research and Development Program, Oct (pp. 18-22).
• [2] Gutton, H., & Baissinot, G. (1955). Flat aerial for ultra high frequencies. French patent, 703113.
• [3] Balanis, C. A. (2015). Antenna theory: analysis and design. John wiley & sons.
• [4] Stutzman, W. L., & Thiele, G. A. (2012). Antenna theory and design: John Wiley & Sons.
• [5] Cheng, D. K. (1993). Fundamentals of engineering electromagnetics.
• [6] Volakis, J. L. (2007). Antenna engineering handbook: McGraw-Hill Education.
• [7] Kumar, G., & Ray, K. P. (2003). Broadband microstrip antennas: Artech house.
• [8] Bougoutaia, T., Khedrouche, D., & Hocini, A. (2016). Bandwidth improvement for compact microstrip patch antenna using metamaterials. Acta Physica Polonica A, 129(4), 538-540.
• [9] Schandy, J., Steinfeld, L., Rodríguez, B., González, J. P., & Silveira, F. (2019). Enhancing parasitic interference directional antennas with multiple director elements. Wireless Communications and Mobile
• [10] Dhara, R., Sarkar, M., Dey, T. K., & Jana, S. K. (2018). A tri-band circularly polarized G-shaped patch antenna for wireless communication application. In 2018 International Conference on Computing, Power and Communication Technologies (GUCON) (pp. 992-996). IEEE. interference directional antennas with multiple director elements. Wireless Communications and Mobile Computing.
• [11] Mahajan, R. C., Parashar, V., Vyas, V., & Sutaone, M. (2019). Design and implementation of defected ground surface with modified co-planar waveguide transmission line. SN Applied Sciences, 1, 1-12. Computing, 2019.
• [12] Simons, R., & LEE, R. (1991, September). Coplanar waveguide feeds for phased array antennas. In Conference on Advanced SEI Technologies (p. 3422).
• [13] Chen, H. D. (2003). Broadband CPW-fed square slot antennas with a widened tuning stub. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 51(8), 1982-1986.
• [14] Zhou, S. W., Li, P. H., Wang, Y., Feng, W. H., & Liu, Z. Q. (2011). A CPW-fed broadband circularly polarized regular-hexagonal slot antenna with L-shape monopole. IEEE antennas and wireless propagation letters, 10, 1182-1185.
• [15] Kan, H. K., Waterhouse, R. B., Abbosh, A. M., & Bialkowski, M. E. (2007). Simple broadband planar CPW-fed quasi-Yagi antenna. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 6, 18-20.
• [16] Barrou, O., El Amri, A., Reha, A., & Hammouch, N. (2018). Performance Comparison between FIT and MoM Based Solvers for Microstrip Patch Array Antennas with Conventional Geometries. International Journal of Computer Engineering and Information Technology, 10(12), 220-226.
• [17] Dardeer, O. M., Elsadek, H., & Abdallah, E. A. (2018, July). CPW-FED multiband antenna for various wireless communications applications. In 2018 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting (pp. 785-786). IEEE.
• [18] Sze, J. Y., Hsu, C. I., Chen, Z. W., & Chang, C. C. (2009). Broadband CPW-fed circularly polarized square slot antenna with lightening-shaped feedline and inverted-L grounded strips. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 58(3), 973-977.
• [19] Armagan, O., & Kahriman, M. (2022). The Effect of the Co-Planar Structure on HPBW and the Directional Gain at the Square Patch Antenna around ISM 2450 MHz. Tehnički vjesnik, 29(4), 1120-1125.
• [20] Seyyedrezaei, S. F., Mohammad-Ali-Nezhad, S., Hassani, H., & Farahani, M. (2020). A Novel Small Size CPW-Fed Slot Antenna with Circular Polarization for 5G Application. Progress In Electromagnetics Research C, 106(1).
• [21] Zaidi, A., Baghdad, A., Ballouk, A., & Badri, A. (2016, October). Design and optimization of an inset fed circular microstrip patch antenna using DGS structure for applications in the millimeter wave band. In 2016 International Conference on Wireless Networks and Mobile Communications (WINCOM) (pp. 99-103). IEEE.
• [22] Alper, F. and Coşkun, Ö. (2020). ISM 2.45 GHz Mikroşerit İmplant Anten Tasarımı Ve Doku İçi Ölçümleri. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(2), 541-551.
• [23] Gözel,M., Kasar, Ö. and Kahriman, M. (2019). 868 MHz UHF bandında H-şeklinde katlanmış implant mikroşerit dipol anten tasarımı. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 10(3), 797-806.
• [24] Ari, O, Coşkun, Ö., & Kaya, A. (2012). “Biyomedikal Uygulamalar İçin Ultra Geniş Bant (UWB) Anten Tasarımı” Teknik Bilimler Dergisi, 2(1), 1-4.
• [25] Evran, S. K., & Coskun, O. (2019). “A low profile dual band MIMO antenna design and measurement with AMC reflector”, Optoelectronics and Advanced Materials-Rapid Communications, 13(January-February 2019), 78-82.
• [26] Armağan, O. (2021) Mikroşerit Antenlerde Eş Düzlemsel Yapi Parametrelerinin Anten Performansina Etkilerinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Süleyman Demirel Ün. Fen Bilimleri Entitüsü, Isparta.