GHZ altı bantlarda çalışan yüksek kazançlı mikroşeritanten tasarımı ve üretimi

Abstract

Bu tezde, GHz altı bantlarda çalışan çok katmanlı mikroşerit anten tasarımı, üretimi ve çevreyle etkileşimi sunulmaktadır. GHz altı bantlarda antenin kazancını artırmak için, boyutu mümkün olduğu kadar küçük tutan çok katmanlı anten yapısı en uygun yöntem olarak öngörülmektedir. İlk önce, mikroşerit antenle ilgili genel temel bilgiler sunulmuş ve daha sonra çok katmanlı mikroşerit anten teorisi ayrıntılı olarak ele alınmıştır. Farklı tiplerde çok katmanlı anten tasarımları gerçekleştirilmiş olup içlerinden bir tanesi üretilmiş ve ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ek olarak anteni sert çevresel koşullardan korumak için anten, metal bir kutuya yerleştirilmiş ve sert bir yalıtkan malzeme ile kaplanmıştır. Kutu ve yalıtkan malzemenin anten parametreleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu tez aynı zamanda elektromanyetik sayısal yöntemleri hem teorik hem de deneysel olarak açıklamaktadır. FEM ve FIT kullanan iki ticari araç yardımı ile aynı anten yapısı tasarlanmış ve önemli parametreleri karşılaştırılmıştır.

This thesis presents design and production of multilayer microstrip antennas working at sub-GHz (the especially unlicensed band of ISM), yielding high gain. To increase the gain for the sub-GHz band, the multilayer antenna structure, keeping the dimension as small as possible, is considered the most appropriate method. Firstly, general background information about microstrip antenna is proposed and then, the theory of multilayer microstrip antenna is handled in detailed. In accordance with this purpose, different types of multilayer antenna designs are performed and one easy to fabricate is produced and measured. In addition, to investigate aesthetics and environmental adaptivity of the antenna, the antenna is placed into a metal box and covered by an outer substrate to be protected from harsh environmental conditions. This thesis also presents the electromagnetic numerical methods both theoretically and experimentally. Finite element method (FEM) and finite integration technique (FIT) are explained and compared experimentally by using two commercial tools.