Yapay Manyetik İletken Toprak Yüzeyli Genişbant Mikroşerit Anten Tasarımı

Abstract

Bu çalışmada GSM 1800, UMTS ve ISM 2.4 teknolojilerini aynı anda destekleyen, yapay manyetik iletken yapısından oluşan toprak yüzeyine sahip, geniş bantlı mikroşerit anten tasarımı yapılmıştır. Bu çalışma kapsamında, öncelikle kablosuz haberleşmenin temel parçalarından biri olan antenler, anten tipleri, antenlerin ışıma mekanizmaları ve temel anten parametreleri genel olarak tanıtılmıştır. Çalışmada tasarlanacak antene ilişkin temellerin daha iyi anlaşılabilmesi için mikroşerit antenlerin genel yapısı, özellikleri, türleri, besleme yöntemleri ve analiz yöntemleri incelenmiştir. Daha sonra, tasarlanacak antenin desteklemesini istediğimiz haberleşme teknolojileri hakkında ve anten tasarımında kullanacağımız yapay manyetik iletken yapısı ile ilgili genel bilgiler verilmiştir. Bu aşamalardan sonra anten tasarımı yapılmış, tasarlanan antene ait simülasyon ve ölçümlerden elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Tasarlanan anten yapısında toprak yüzeyi, bilinen toprak yüzeylerinden farklı olarak yapay manyetik iletken yapısından oluşmaktadır. Tasarım süreci iki aşamada gerçekleştirilmiş ve ilk önce istenilen haberleşme teknolojilerini destekleyebilen geleneksel dairesel monopol anten tasarımı yapılmıştır. Daha sonra yapay manyetik iletken yapısında toprak yüzeyine sahip dairesel monopol anten tasarımı yapılmıştır. Tasarlanan antenler karşılaştırıldığında, yapay manyetik iletken toprak yüzeyi ile istenilen haberleşme teknolojilerini destekleyen, daha küçük boyutlarda ve daha düzgün ışıma paternine sahip anten yapısı elde edilmiştir.In this project, supporting GSM 1800, UMTS and ISM 2.4 technologies at the same time, a novel broadband microstrip antenna with artificial magnetic conductor ground plane is designed. Within this thesis, initially it is given the antennas which are the primary pieces of wireless communication, antenna types, propagation mechanism of antennas and fundamental antenna parameters. It is examined the microstrip antennas’ properties, general structure, types, analysis methods and supply methods. Then communication technologies which will be supported by the antenna to be designed and general data related to artificial magnetic conductor structure that we will use, are given. After these steps, antenna design is done and the results which are obtained from the simulation and measurements of designed antenna are evaluated. In the designed antenna structure, the ground plane is formed of artificial magnetic conductor unlike the known ground surfaces. Design process has realized in two stages and first of all conventional circular monopole antenna design which supports the desired communication technologies is done. In second process, circular monopole antenna with artificial magnetic conductor ground plane is designed. When compared the designed antennas, we have the antenna structure in smaller size with smoother propagation pattern and supporting the desired communication technologies with its artificial magnetic conductor ground plane.