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
- Tez No: 990189
- Danışmanlar: PROF. DR. YASEMİN ALTUNCU, DOÇ. DR. SUAD BAŞBUĞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, nesnelerin interneti (IoT: Internet of Things) uygulamaları için 2.4 GHz Industrial Scientific Medical (ISM) frekans bandında çalışabilen, geniş bantlı, yüksek kazançlı ve elektronik olarak anahtarlanabilir mikroşerit anten tasarımları gerçekleştirilmiştir. İlk olarak gerçekleştirilen çalışmada, 7.2 dBi kazanç ve %6.3 bant genişliğine sahip bir IoT uç birim anteni ortaya konulmuştur. Ardından, geniş bant karakteristiği sağlamak amacıyla çok katmanlı U-yarık mikroşerit anten dizisi geliştirilmiş ve tasarım %14.27 bant genişliği ve 12 dBi kazanç ile iyileştirilmiştir. Bant sayısının artırılmasına yönelik olarak önerilen hibrit Değiştirilmiş Toprak Yapısı (DTY) (DGS: Defected Ground Structure), çok katmanlı U-yarık anten tasarımına uygulanmış ve üçüncü bantta 9.27 dBi kazanç ile %3.44 bant genişliği elde edilmiştir. Kazanç iyileştirmesi için ise 3 Boyutlu (3B) yazıcı ile üretilen Polietilen Tereftalat Glikol (PETG) ara katman ve yeni tasarlanan halı deseni formundaki Kısmi Yansıtıcı Yüzey (KYY) (PRS: Partial Reflective Surface) birim hücresi kullanılarak çok katmanlı eşkenar üçgen mikroşerit yama anten yapısı geliştirilmiştir. Bu yapı %14.75 bant genişliği ile 10.14 dBi kazanca sahiptir. Tezin ana katkılarından biri olarak, SP4T entegresi ile dört farklı yöne anahtarlanabilen dört elemanlı tekrarlayıcı anten dizisi tasarlanmış ve 2373–2755 MHz bandında %14.9 ölçüm bant genişliği ile 5.2 dBi kazanca ulaşılmıştır. Son olarak, SP8T anahtarlama entegresi ile 360° elektronik tarama yapabilen sekiz elemanlı mikroşerit ağ geçidi anten dizisi oluşturulmuş, tek bir dizi elemanının kazancı 11.16 dBi ve bant genişliği %8.16 olarak elde edilmiştir. Bu tezde sunulan anten yapıları, yüksek kazanç, geniş bant ve kompakt boyut gibi avantajları sayesinde, pratik IoT kablosuz haberleşme uygulamaları için uygun bir çözüm sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, wide band, high gain and electronically switchable microstrip antenna designs compatible with 2.4 GHz Industrial Scientific Medical (ISM) for Internet of Things (IoT) applications are studied. Firstly, an end node antenna with a gain of 7.2 dBi and %6.3 bandwidth is realised. Afterwards, to achieve wide band characteristics, multi layer U-slot microstrip antenna array is developed and the design is improved with a gain of 12 dBi and %14.27 bandwidth. Next a proposed hybrid Defected Ground Structure (DGS) to achieve multiple bands is added to the design of multilayer U-slot antenna design and 9.27 dBi gain and %3.44 bandwidth is achieved at the third band. As the next step to improve the gain of the design, a 3D printed Polyethylene Terephthalate Glycol (PETG) middle layer is introduced with a carpet patterned Partial Reflective Surface (PRS) as a unit cell and both implemented to the multilayer equaterial triangle microstrip patch antenna. This structure achieved 10.14 dBi gain and %14.75 bandwidth. As the main contrubitions of this thesis, a four way electronically switchable repeater consisting of four elements microstrip dipole antennas usign a SP4T integrated circuit (IC) is designed and in the frequency band of 2373–2755 MHz 5.2 dBi gain and %14.9 bandwidth is realized. Lastly, implementing an SP8T switchable IC, an eight element microstrip gateway antenna array with the capability of 360° electronic scan is realized. A gain of 11.16 dBi and a bandwidth of %8.16 is achieved. Proposed antenna structures in this thesis offer suitable solutions for practical IoT wireless communication applications due to their advantages such as high gain, wide band and compact features.
Benzer Tezler
- A distributed shared memory framework for complex event processing in resource constrained IoT devices
Kısıtlı kaynağa sahip nesnelerin interneti sistemlerinde karmaşık görev işleme için dağıtık ve paylaşımlı bir bellek anaçatısı tasarımı
HALİT UYANIK
Doktora
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TOLGA OVATMAN
- Antenna and frequency selective surface design for 3.1 GHZ detect and avoid radar system on unmanned aerial vehicle
İnsansız hava aracında 3.1 GHZ tespit ve kaçınma radar sistemi için anten ve frekans seçici yüzey tasarımı
MOHAMMAD HAROON AZAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FUNDA AKLEMAN YAPAR
DOÇ. DR. HÜSEYİN ŞERİF SAVCI
- Ontology-based spatio-temporal video management system
Ontoloji tabanlı uzay-zamansal video bilgi yönetim sistemi
ATAKAN ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİHAN KESİM ÇİÇEKLİ
- The role of colour in historic urban open space design: Tabriz-Iran
Tarihi kentlerde açık alan tasarımında rengin rolü: Tabriz-İran
SAMIRA GHASEMPOURKAZEMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiKentsel Dönüşüm Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANDAN TÜRKOĞLU
- Mimari tasarımda hareket ve zamana bağlı algoritmik modelleme: Tabiat fenomenleri etkisinde matematiksel eğriler
Motion and time base algorithmic modelling in architectural design: Mathematical curves in the effect of natural phenomenons
ÖZGÜR KAVURMACIOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
MimarlıkBeykent ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERCAN ÖZGENCİL YILDIRIM