Düzlemsel ters çevrilmiş F antenin besleme ağını optimize ederek eksen oranını düşürme

Abstract

Bu çalışmada, Alçak Dünya Yörünge Uydusu ile nesnelerin interneti (IoT) iletişimi için üç elemanlı Düzlemsel Ters F anteni tasarlanmış ve eksenel oranını düşürmek için besleme hattının optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Düzlemsel ters çevrilmiş F antenlerinin belirgin avantajları, bu topolojiyi küçük açıklıklı uydu antenleri için güçlü bir aday haline getirir. Bu avantajlar, geniş hüzme genişliği, zenith yönünde dairesel polarizasyon ve aynı anda ağ geçidi anteni olarak kullanılabilmesi olarak sıralanabilir. Tasarıma tek eleman Düzlemsel Ters F Anten’ in merkez frekansı hesaplanmıştır. Ardından anten boyutları optimize edilerek merkez frekansı 401 MHz ye oturtulmuştur. Tasarlanan tek elemanlı anten dizi haline getirilip eksenel oranı düşürmek için tekrar optimizasyona sokulmuştur. Tasarlanan anten iki parçadan oluşmaktadır. Bunlardan biri ışıma elemanı olarak üstte yer alır ve bu kısım 120 derece aralıklarla dairesel olarak yerleştirilmiş ters F elemanlarından oluşur. Yapının altına yerleştirilmiş bir seri güç bölücü devresi bulunmaktadır. Dairesel polarizasyon sağlamak için sıralı 120 derece faz kayması ile anten elemanları beslenir. Anten bilgisayar destekli tasarım araçları ile simüle edilmiştir ve her iki katman da düşük maliyetli FR4 malzemesi ile üretilmiştir. Antenin açık alan ölçümleri yapılmış ve benzetim sonuçları kıyaslanmıştır. In this paper, three element Planar Inverted F antenna is studied for IoT communication from Low Earth Orbit Satellite. Apparent advantages of planar inverted-F antennas for satellite communication makes this topology a strong candidate for small aperture satellite antennas. These advantages can be listed as wide beamwidth, circular polarization on zenith direction and possibility to use as a gateway antenna simultaneously. The antenna consist of two part. One of them is placed at the top as radiating elements and this part consists of tree inverted F elements placed circularly at 120 degree intervals. A serial power divider circuit, placed on the bottom of the structure. The aim of serial power divider is deliver equal amplitude to each antenna element. The RF signal is transmitted with sequential 120 degree phase shift to the antenna elements to provide circular polarization. The antenna has simulated on simulation software tool and both layers are produced with low cost FR4 material. The antenna has been measured in outdoor.