6 GHZ altında 5G baz istasyonları için çift kutuplu antisimetrik yarık kuplajlı yama anten tasarımı


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Burak UZMAN

Danışman: Mehmet Çiydem

Özet:

Bu tez çalışmasında, 6 GHz altında 5G baz istasyonları için ekonomik, çift kutuplu (±45° doğrusal), düşük profilli ve geniş bantlı (3.3 GHz – 4.2 GHz) açıklık bağlantılı yarık kuplaj beslemeli yama anten tasarımı sunulmuştur. Hedeflenen antenin temel teknik isterleri; geri dönüş kayıpları, S11, S22 < − 15 dB, portlar arası izolasyonları S12 = S21 < − 30 dB, yarım güç hüzme genişlikleri, HPBW = 65°  5, ön - arka ışıma oranı, FBR > 20 dB ve çapraz kutup ayrışımı, XPD > 15 dB olarak hedeflenmiştir. Anten tasarımının başlangıcında, farklı şekillerdeki yarık geometrileri benzetim ortamında tasarlanarak performansları incelenmiş ve en iyi performansa sahip H şekilli yarık geometrisi seçilmiştir. Farklı yarık geometrilerinin analizinden sonra, ilk H şekilli yarığın boyutlandırılması ve anten üzerinde konumlandırılması ardından da ikinci H şekilli yarığın boyutlandırılması, ilk H şekilli yarığa göre ve anten üzerinde konumlandırılması yapılmıştır. Hedeflenen temel teknik isterler referans alınarak doğru boyutlar seçilmiş ve konumlandırma yapılmıştır. Bu parametrik çalışmanın ardından ise, antenin toprak düzleminin boyutlarının, açıklık bağlantılı yarık kuplaj beslemeli yama antenin en büyük problemlerinden biri olan geriye doğru yansımaya olan etkileri benzetim ortamında incelenmiştir. Hedeflenen temel teknik isterler sağlandıktan sonra benzetim ortamında anten tasarımı tamamlanmış ve önerilen antenin üretimi gerçekleştirilmiştir. Son olarak, bu çalışmada önerilen açıklık bağlantılı yarık kuplaj beslemeli yama antenin, benzetimleri ve prototip anten üzerinde geri dönüş kaybı, portlar arası izolasyonu ve yarım güç hüzme genişliği gibi ölçümleri yapılarak sonuçları karşılaştırılmıştır. Benzetimler ve ölçüm sonuçları uyumlu olup, önerilen anten elemanının hedeflenen teknik isterleri sağlayarak 5G baz istasyonları için uygun olduğu doğrulanmıştır.

Anahtar Kelimeler : 5G, çift kutuplu, yarık kuplaj, geniş bant, yama anten