Kusurlu zemin yüzeyinde kare yarık halka rezonatörü kıllanılan metamalzeme mikroşerit anten tasarımı ve performans incelemesi

Abstract

Yapılan bu tez çalışmasında ilk olarak 5.8 GHz frekansında çalışan gömme beslemeli (inset fed) mikroşerit yama anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan anten için alttaş Rogers RT Duroid 5880 malzemesine dayanarak dielektrik katsayısı 2.2, kalınlığı 0.9 mm belirlenmiş ve tasarımlar gerçekleştirilmiştir. Zemin yüzeyi geometrisi olarak kare yarık halka rezonatörü şekli tercih edilmiş olup birçok kusurlu zemin yüzeyi tasarlanmış ve anten parametreleri üzerine olan etkileri incelenmiştir. Kare yarık halka rezonatörü tasarımı (Square Split Ring Resonator, S-SRR) MATLAB ve CST programlarının birlikte çalıştırılmasıyla geliştirilmiş ve optimize edilmiştir. Yapılan tasarımlarda antenin yama pozisyonu, besleme hattı uzunluğu ve kare yarık halka rezonatörleri arasındaki mesafenin anten parametrelerini ne yönde değiştirdiği ele alınmıştır. Tez çalışmasının son aşamasında tek frekans bandında ve birden fazla frekans bandında çalışan antenler elde edilmiştir. Advanced Design Systems (ADS) programında yapılan simülasyonlardan elde edilen bulgulara göre tek frekans bandında çalışan anten tasarımlarında bant genişliği, geri dönüş kaybı, kazanç ve radyasyon verimliliği parametrelerinde iyileşme gözlemlenmiştir. Çok bantlı anten özelliği geliştiren tasarımlarda kazanç değeri 5.8 GHz için düşmüş olsa da antenin yama şekli değiştirilmeden birden fazla frekans aralığında çalışma özelliği kazandığı gözlemlenmiştir. In this thesis, an inset fed microstrip patch antenna designed operating at a frequency of 5.8 GHz was first performed. The substrate for the designed antenna is based on Rogers RT Duroid 5880 material with a dielectric coefficient of 2.2 was designed, and its thickness was determined to be 0.9 mm. A square split ring resonator shape has been preferred as the ground surface geometry, and many defected ground surfaces have been designed and their effects on antenna parameters have been studied. The square split ring resonator (S-SRR) design has been improved and optimized by running MATLAB and CST programs together. In the designs made, in which way the patch position of the antenna, the length of the feed line and the distance between the square split ring resonators changes the antenna parameters were considered. Antennas operating in one frequency band and in more than one frequency band were obtained at the final stage of the study. According to findings from simulations of antenna designs done in Advanced design systems (ADS) program, antennas which operating in a single frequency band improvement in the parameters of bandwidth, return loss, gain, and radiation efficience has been observed. Although the gain value has decreased for 5.8 GHz operating frequency in designs that have developed a multi-band antenna feature, it has been observed that the antenna has gained the ability to work in multiple frequency ranges without changing the patch shape.