5G uygulamaları için yeniden yapılandırılabilir anten tasarımı
Reconfigurable antenna design for 5G applications
- Tez No: 998443
- Danışmanlar: PROF. DR. FİKRET TOKAN, PROF. DR. MUHARREM KARAASLAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, 5G ve ötesi iletişim sistemlerinin artan performans gereksinimlerine yanıt verebilecek yüksek kazançlı MIMO uyumlu frekans ve patern yeniden yapılandırılabilir anten tasarımları geliştirilmiştir. Modern kablosuz haberleşme altyapılarında milimetre dalga (mmWave) frekanslarının kullanımıyla birlikte, antenlerin esneklik, yeniden yapılandırılabilirlik ve entegrasyon yetenekleri kritik önem kazanmıştır. Bu doğrultuda, farklı elektronik anahtarlama elemanları kullanılarak geniş bant aralığında çalışabilen, yüksek izolasyonlu ve farklı iletişim koşullarına dinamik şekilde uyum sağlayabilen anten yapıları tasarlanmış ve üretilmiştir. Tez kapsamında dört özgün anten yapısı sunulmuştur. İlk uygulamada, 26-40 GHz aralığında yalnızca iki PIN diyot kullanılarak dört farklı modda çalışabilen ve 9,26 dBi'ye ulaşan kazanç değeriyle öne çıkan Terazi şekilli frekans yeniden yapılandırılabilir bir anten geliştirilmiştir. İkinci uygulamada, RF-MEMS anahtarlar kullanılarak 7,2 GHz'de çalışan, 232 ışıma modu ile yüksek yönlendirme esnekliği sağlayan kompakt bir monopol anten tasarlanmıştır. Üçüncü uygulamada, bilişsel radyo sistemleri için ultra geniş bant algılama ve dar bant haberleşme işlevlerini aynı platformda birleştiren kompakt ve entegre bir anten yapısı tasarlanmış ve T-şekilli özel toprak düzlemi sayesinde portlar arası izolasyon –45 dB seviyelerinde elde edilmiştir. Dördüncü uygulama ise, insansız hava araçlarının (İHA/UAV) haberleşme, radar ve görüntüleme ihtiyaçlarını karşılamak üzere C (4–8 GHz) ve X-bandda (8-12 GHz) yeniden yapılandırılabilir, nötrleme hattı ile yüksek izolasyon sağlayan 8 portlu (4×4) MIMO anten tasarlanmış ve bu yapının UAV tabanlı görevlerde güvenilir, entegre ve çok işlevli bir çözüm sunduğu gösterilmiştir. Tüm tasarımlar geri dönüş kaybı, kazanç, izolasyon, ECC ve DG gibi temel performans parametreleri açısından değerlendirilmiş ve literatürdeki güncel çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Bulgular, önerilen yapıların 5G ve ötesi iletişim sistemleri için yüksek performanslı, esnek ve yenilikçi anten çözümleri sunduğunu göstermekte; ayrıca modern kablosuz haberleşme teknolojilerinin anten mühendisliği literatürüne ve uygulama alanına özgün katkılar sağlayacağını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, antenna designs that are frequency and pattern reconfigurable, high-gain, and MIMO-compatible have been developed to meet the increasing performance requirements of 5G and beyond communication systems. With the use of millimeter-wave (mmWave) frequencies in modern wireless communication infrastructures, the flexibility, reconfigurability and integration capabilities of antennas have become critically important. In this context, antenna structures that can operate over a wide bandwidth, provide high isolation, and dynamically adapt to different communication conditions have been designed and fabricated by employing various electronic switching elements. Within the scope of the thesis, four novel antenna structures have been presented. In the first implementation, a Libra-shaped frequency reconfigurable antenna operating in the 26-40 GHz range was developed, which can operate in four different modes using only two PIN diodes and achieves a gain value of up to 9,26 dBi. In the second implementation, a compact monopole antenna operating at 7,24 GHz was designed using RF-MEMS switches, providing high beam steering flexibility with 232 radiation modes In the third design, a compact and integrated antenna structure was developed that combines ultra wideband sensing and narrowband communication functionalities on a single platform for cognitive radio systems. Owing to the specially designed T-shaped ground plane, an inter-port isolation level of approximately -45 dB was achieved. The fourth design focuses on meeting the communication, radar, and imaging requirements of unmanned aerial vehicles (UAVs). In this context, a reconfigurable 8-port (4×4) MIMO antenna operating in the C (4–8 GHz) and X (8-12 GHz) bands was proposed. By employing a neutralization line, high isolation between ports was ensured, demonstrating that the structure provides a reliable, integrated, and multifunctional solution for UAV-based missions. All proposed designs were evaluated in terms of fundamental performance parameters such as return loss, gain, isolation, envelope correlation coefficient (ECC), and diversity gain (DG), and were compared with the recent studies in the literature. The findings reveal that the proposed structures provide high-performance, flexible, and innovative antenna solutions for 5G and beyond communication systems, while also contributing original advancements to the antenna engineering literature and modern wireless communication technologies.
Benzer Tezler
- 5G uygulamaları için yeniden yapılandırılabilir MIMO anten tasarımı ve gerçeklenmesi
Design and realization of reconfigurable MIMO antenna for 5G applications
TÜLÜN DURUKAN
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YASEMİN ALTUNCU
- 5G ve IoT uygulamaları için eşdeğer devre tabanlı bir model kullanılarak yeniden yapılandırılabilir anten tasarımı
Design of reconfigurable antennas for 5G and IoT application by using an equivalent circuit approach
HİLAL KOÇ POLAT
Doktora
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT ÇAVUŞOĞLU
- Reconfigurable MIMO antenna array based metamaterials for 5G and other modern wireless communication networks
5G ve diğer modern kablosuz iletişim ağları için yeniden yapılandırılabilir MIMO anten dizisi tabanlı metamateryaller
HUMAM NEAMAH HUSSEIN HUSSEIN
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKarabük ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FERHAT ATASOY
PROF. DR. TAHA A. ELWI
- Microstrip antenna design and fabrication for self power modern wireless system
Kendi için mikro şerit anten tasarımı ve üretimi güç modern kablosuz sistem
HAYDER HASSAN MOHAMMED AL KHAYLANI
Doktora
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAltınbaş ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ABDULLAHI ABDU IBRAHIM
- Enablıng 5G and 6G technologıes through mıllımeter-wave and VLC ıntegratıon for enhanced remote health monıtorıng systems
5G ve 6G teknolojilerinin gelişimi uzaktan sağlık izleme sistemleri için milimetre dalga ve VLC entegrasyonu ile sağlanması
AHMED H A DALLOUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiIşık ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FARSHAD MIRAMIRKHANI