Sıw Dalga Kılavuzlarının Analizi Ve Tasarım Uygulamaları

Abstract

SIW (Substrate Integrated Waveguide) dalga kılavuzları, gittikçe artan yaygınlığa sahip bir araştırma alanı olup; uygulama alanı gün geçtikçe genişlemektedir. Bu bağlamda yapılan tasarımlar çeşitlenmekte, istenen amaçlara uygun olacak şekilde yeni tasarımlar ortaya çıkmaktadır. Çalışma kapsamında dalga kılavuzları ve özel olarak dikdörtgen dalga kılavuzları ile saçılma parametrelerine yer verilmiştir. Seçilen probleme uygun olarak, dikdörtgen dalga kılavuzlarını ve SIW dalga kılavuzlarını analiz etmek üzere kullanılan İletim Hattı Modeli, Modal Açılım Tekniği ve yaygın kullanılan bir mikrodalga benzetim programı olan HFSS (High Frequency Structure Simulator) ile analiz konusu detaylı olarak anlatılmıştır. SIW dalga kılavuzları odaklı araştırma yapılmış ve araştırma sonuçları ortaya konulmuştur. Çalışmada anlatılan analiz teknikleri kullanılarak farklı geometri ve özelliklerdeki dikdörtgen dalga kılavuzları analiz edilmiş, bu tekniklerden elde edilen sonuçların tutarlılığı teyit edilmiştir. İncelenen analiz tekniklerinin farklı problem geometrileri için avantaj durumlarına yer verilmiştir. Dikdörtgen dalga kılavuzları seçilen teknikler ile analiz edildikten sonra, literatürden seçilen bir SIW dalga kılavuzu HFSS ile analiz edilmiş, sonuçlar doğrulanmıştır. Son olarak Modal Açılım Tekniği kullanılarak dikdörtgen dalga kılavuzu ve SIW dalga kılavuzu için band durduran filtreler tasarlanmış, filtrelerin HFSS analizleri yapılarak elde edilen sonuçlar doğrulanmıştır.

Substrate integrated waveguides (SIWs) have many research areas and with increasing popularity their applications expand rapidly. In this context, design applications of SIWs diversify and new designs providing the needs come out. In this work, waveguides, especially rectangular waveguides, and scattering parameters are mentioned. In order to analyze the rectangular waveguides and also SIWs, Transmission Line Method, Modal Expansion Method and analysis with HFSS (High Frequency Structure Simulator), which is a well-known microwaves simulation program, are chosen and expressed in detail. A research focused on the SIWs are completed and presented thoroughly. By using the selected analysis techniques, rectangular waveguides with different geometries and specifications are analyzed and the results are checked and commented. The advantages of the analysis techniques for different cases are indicated. An SIW chosen from the literature is modelled and analyzed with HFSS and the results are verified. Finally, by using the Modal Expansion Method, bandstop filters for both a rectangular waveguide and an SIW are designed. These filters are analyzed with HFSS and the results are compared and confirmed.