28 GHz frekansında 5G kablosuz haberleşme için S-şekilli mikroşerit anten tasarımı ve analizi
Design and analysis of S-shaped microstrip antenna for 5G wireless communication at 28 GHz frequency
- Tez No: 790073
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESİN KARPAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Haberleşme sistemleri, Kablosuz iletişim, Mikroşerit antenler, Five-Generation Wireless Telephone Technology, Wireless communication, Microstrip antennas
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yaşamımızın en önemli unsurlarından olan kablosuz haberleşme sistemleri son yıllarda hızlı bir şekilde gelişmektedir. Mobil cihazlardaki haberleşme sistemlerinin kökeni olan 1G'den, yeni kullanılmaya başlanılan ve gelecekteki yeni nesil haberleşme sistemlerini oluşturan 5G'e geçiş hızlı gerçekleşmiştir. Mobil haberleşme sistemlerinde kullanılacak antenlerin 5G anten parametre kriterlerini sağlamasının yanı sıra mobil cihazlarında gün geçtikçe küçülmesi ile boyutlarının da uyumlu olması gerekmektedir. Mikroşerit antenlerin üretim maliyeti düşüktür, hafif, küçük hacimli ve bulundukları yüzeye kolayca entegre edilebilmektedir. Bu avantajlar ile mobil cihazlarda tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında 28 GHz rezonans frekansında 5G haberleşme sistemleri için gerekli anten parametrelerini karşılayan mikroşerit antenler tasarlanmıştır. Tasarımlar ANSYS HFSS programı ile tasarlanıp simüle edilmiştir. İlk olarak anten formülleri kullanılarak girintili mikroşerit hat beslemeli dikdörtgen mikroşerit anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu amacı gerçekleştiren anten Rogers RT Duroid 5880 alttaş malzemesi ile tasarlanmıştır. Dikdörtgen mikroşerit anten tasarımından yola çıkarak farklı geometrik yapılar ile özgün S modelli mikroşerit anten tasarlanmıştır. 13x13x0,508 mm^3 boyutundaki antenin S şeklindeki yama kısmına eklenen 0.4 mm genişliğindeki ve 5 mm uzunluğundaki iki kanat şeklindeki iletim hattı ile özgün kanatlı S modelli mikroşerit anten tasarlanarak 28 GHz frekans bandındaki geri dönüş kaybı ve duran dalga oranı iyileştirilmiştir. Anten performansları incelenirken rezonans frekansı, bant genişliği, duran dalga oranı, geri dönüş kaybı ve kazanç dikkate alınmıştır. 28,00 GHz rezonans frekansında 590 MHz bant genişliği, -23 dB geri dönüş kaybı, 1,13 duran dalga oranı ve 9,07 dB kazanç ile istenilen 5G anten parametrelerini karşılamıştır ve bu tasarım mobil haberleşme sistemleri için önerilmektedir.
Özet (Çeviri)
Wireless communication systems, which are one of the most significant factors of our lives, have been developing rapidly in recent years. The transition from 1G, which is the beginning of mobile communication systems, to 5G, which is the next generation communication, has been fast. Antennas to be used in mobile communication systems must meet the 5G antenna parameter criteria, as well as being compatible with mobile devices getting smaller and smaller day by day. The production cost of microstrip antennas is low, they are light, small in volume and can be easily integrated into the surface. With these advantages, it is preferred in mobile devices. In this thesis, microstrip antennas meeting the required antenna parameters for 5G communication systems at 28 GHz resonance frequency are designed. The designs were designed and simulated with the ANSYS HFSS program. Firstly, rectangular microstrip antenna design with recessed microstrip line fed was carried out using antenna formulas. The antenna that fulfills this purpose is designed with Rogers RT Duroid 5880 substrate material. Based on the rectangular microstrip antenna design, a unique S-model microstrip antenna was designed with different geometric structures. The return loss and standing wave ratio in the 28 GHz frequency band were improved by designing a unique winged S-model microstrip antenna with two wing-shaped transmission lines of 0,4 mm wide and 5 mm long, added to the S-shaped patch part of the 13x13x0,508 mm^3 antenna. While examining antenna performances, resonance frequency, band opacity, voltage standing wave ratio, return loss and gain are taken into account. It meets the desired 5G antenna parameters with 590 MHz bandwidth at 28,00 GHz resonant frequency, -23 dB return loss, 1,13 voltage standing wave ratio and 9,07 dB gain, and this design is recommended for mobile communication systems.
Benzer Tezler
- Design and simulation of fractal-based ring antennas for 5G wireless communications
5G kablosuz haberleşme için fraktal tabanlı halka antenlerin tasarımı ve simülasyonu
ABDULAZEEZ ETHAR ALTALEB
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEBAHATTİN EKER
- 5G ve ötesi telsiz haberleşme sistemleri için mikroşerit yama anten tasarımı
Microstrip patch antenna design for 5G and beyond wireless communication systems
BAHAR BARIŞER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKütahya Dumlupınar ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA NAMDAR
DR. ÖĞR. ÜYESİ İNCİ UMAKOĞLU
- 5G kablosuz iletişim sistemleri için aşağı dönüşüm Gilbert hücre mikser tasarımı
Down-conversion Gilbert cell mixer design for 5G wireless communications systems
FATMANUR TALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Design of a highly efficient and linear driver power amplifier for 5G applications
5G uygulamaları için yüksek verimli ve dogrusal sürücü güç kuvvetlendiricisi tasarımı
YUSUF DENİZ TANDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Ultra geniş bant uygulamaları için esnek papyon anten tasarımı
Design of flexible bow-tie antenna for ultrawide band applications
AYKUT CAN DEMİRBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BAHA KANBEROĞLU