Horn anten performans parametrelerinin lens yapılarıyla iyileştirilmesi
Enhancement of horn antenna performance parameters by lens structures
- Tez No: 766607
- Danışmanlar: PROF. DR. NURHAN TÜRKER TOKAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Dielektrikler, Huni anten, Lensler, Metamalzemeler, Dielectrics, Horn antenna, Lenses, Metamaterials
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern kablosuz haberleşme sistemlerinde yönlendirici antenler haberleşme linki için büyük önem arz etmektedir. Yüksek kazançlı olması sebebiyle horn antenler, elektromanyetik uyumluluk testlerinde, radar sistemlerinde, uydu ve uzaktan algılama uygulamalarında sıklıkla tercih edilmektedir. Horn antenin fiziksel boyutu, yüksek kazanç gerektiren uygulamalarda büyük ve ağır bir hal almaktadır. Bu sebeple horn antenlerin fiziksel boyutunu arttırmadan kazancı iyileştirmek önem arz etmektedir. X-bantta çalışan horn antenler WR90 dalga kılavuzu ile uyarılmaktadır. Bu çalışmada, X-band piramit horn antenlerin performans iyileştirmesi için lens yapılarının kullanımı önerilmiştir. Tasarlanan horn antenlerin tam dalga analizi CST Microwave Studio Suite programı kullanılarak yapılmıştır. Piramit horn anten ile 7-20 GHz frekans bant genişliğinde 13-21 dBi aralığında kazanç elde edilmektedir. Tasarımı yapılan horn antenin kazancını iyileştirmek için dielektrik lens ve metamalzeme lens kullanımı önerilmiştir. Dielektrik lens yapısı iki kısımdan oluşmaktadır. Bunlar planoküresel lens ve empedans uydurma katmanıdır. Hava ortamından dielektrik lens ortamına geçiş sınırında oluşan yansımaları azaltmak için planoküresel lensin düzlemsel bölgesi ile dalga kılavuzu arasına dikdörtgen piramit formunda bir empedans uydurma katmanı eklenmiştir. Planoküresel lensin eklenmesi ile horn antenin kazancında, 12 GHz üzerindeki frekanslarda kazanç artışı elde edilmiştir. Planoküresel lensin ve empedans uydurma katmanın horn antenin içerisine yerleştirilmesi ile 1.5 dB 'ye kadar kazanç artışı elde edilmiştir. Horn antenlerin performans iyileştirmesi için uygulanan diğer bir teknik metamalzeme lens ve dielektrik lens kullanılmasıdır. Horn antenin ağız açıklığına eklenen tel formda metamalzeme lens ve metamalzeme arkasında yerleştirilmiş piramit dielektrik lens ile 4 dB'ye kadar kazanç artışı elde edilmiştir. Üretimi yapılan horn antenin ve metamalzemeli horn antenin yansıma katsayısı, radyasyon paterni ve anten kazancı ölçülmüştür.
Özet (Çeviri)
In modern wireless communication systems, router antennas are of great importance for the communication link. Due to its high gain potential, horn antennas are frequently preferred in electromagnetic compatibility tests, radar systems, satellite and remote sensing applications. The physical size of the horn antenna becomes too large and heavy for the applications that require high gain. For this reason, it is important to improve the gain without increasing the physical size of horn antennas. Horn antennas which are radiating at X-Band are alerted by the WR90 waveguide. İn the thesis, the use of lens structures is proposed for performance improvement of X-band pyramid horn antennas. The full-wave analysis of the designed horn antennas has been made using the CST Microwave Studio Suite program. A gain in the range of 13-21 dBi has been obtained with the horn antenna in the 7-20 GHz frequency bandwidth. In order to improve the gain of the designed horn antenna, the use of dielectric lenses and matematerials has been suggested. The proposed dielectric lens structure consists of two parts. These are the planospherical lens and the impedance matching layer. An impedance matching layer in the form of a rectangular pyramid has been added between the planar region of the planospherical lens and the waveguide in order to reduce the reflections at the transition boundary from the air medium to the dielectric lens medium. With the addition of the planospherical lens, the gain of the horn antenna increased at frequencies above 12 GHz. By placing the planospherical lens and the impedance matching layer inside the horn antenna, a gain increase of up to 1.5 dB has been achieved. Another technique applied for performance improvement of horn antennas is the use of metamaterial lenses and dielectric lenses. A gain of up to 4 dB was achieved with wire-form metamaterial lens added to the aperture of the horn antenna and a pyramid dielectric lens placed behind the metamaterial. The reflection coefficient, radiation pattern and antenna gain of the fabricated horn antenna and metamaterial horn antenna were measured.
Benzer Tezler
- Radar uygulamalarında horn antenler için dielektrik mercekli lens tasarımı
Design of dielectric lens loaded horn antenna for radar applications
NUMAN BURAK ALPAYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Artificial intelligence applications in microwave and mmwave sensing
Mikrodalga ve milimetre dalga algılamada yapay zeka uygulamaları
MUHAMMED İSMAİL PENÇE
Doktora
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET NURİ AKINCI
- K-band frekansında uydu haberleşmesi için dairesel polarize kayık eksen beslemeli yansıtıcı dizi anten tasarımı ve performans analizi
Design and performance analysis of a circularly polarized offset-feed reflectarray antenna for k-band satellite communications
MEHMET CAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
- Geniş bantlı TEM ve ridged horn anten dizisi tasarımı
Wide band TEM and ridged horn antenna array design
ALPER ÇALIŞKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET SERDAR TÜRK
- 5. nesil mobil haberleşme sistemleri için milimetre dalga kanal modellemesi
Millimeter wave channel modeling for 5th generation mobile communication systems
CİHAT ŞEKER
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMET TAHİR GÜNEŞER
PROF. DR. HÜSEYİN ARSLAN