Dron ve Arabalar gibi Hareketli Platformların İletişimine Yönelik Farklı Rezonanslarda Konik Radyasyon ve Konik Tarama Yapılmasına Olanak Sağlayan Çift Taraflı E Şeklindeki Düzlemsel Dizi Yama Antenlerin Tasarımı ve Geliştirilmesi

Abstract

Bu projede dron ve arabalar gibi hareketli platformların iletişimine yönelik farklı rezonanslarda konik yayılım ve konik tarama yapılmasına olanak sağlayan çift taraflı E şeklindeki anten elemanlarından oluşan düzlemsel dizi yama antenlerin tasarımı, analizleri, üretimi ve testleri gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan dizilerin elektromanyetik simülasyonlar ile rezonans davranışları ve yayılım örüntüleri hesaplanmıştır. Modellenen dizilerin üretimleri tarafımızca gerçekleştirilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. Ölçüm ve simülasyon sonuçları birbirleriyle uyumlu bulunmuştur. Sonuçlar tasarlanan dizilerin öngörüldüğü üzere 2.4 GHz ve 4.8 GHz?de ilk ve ikinci rezonanslarının oluştuğunu ve bu rezonanslarda konik yayılım ve konik taramanın gerçekleştiğini göstermektedir. Daha sonra, dizideki elemanların beslenmesine yönelik 1?e 8?lik güç bölücü tasarımları yapılmıştır. Tasarlanan güç bölücü simülasyonlar ile modellenmiş ve iletim ve yansıma kaybı parametreleri hesaplanmıştır. Modellenen güç bölücülerin üretim ve testleri de yine tarafımızca gerçekleştirilmiştir. Ölçüm ve simülasyon sonuçları birbirini desteklemektedir. Sonuçlar tasarlanan güç bölücünün 2.4 GHz frekansında giriş portunda düşük yansıma kaybı ve çıkış portlarında eşit sinyal seviyelerini gerçekleştirdiğini göstermektedir. Son adım olarak dizi antenin dronun altına yerleştirildiği uzak alan yayılım örüntü ölçümünü gerçekleştirdiğimiz bir deneysel kurulum meydana getirilmiştir. Gerçekleştirdiğimiz ölçümlerde dizi antenin simülasyonlarda olduğu gibi belirli düşey eksen açılarında en yüksek yayılımı sağladığı gözlemlenmiştir.

In this project, design, analysis, production and tests of planar array patch antennas consisting of double-sided E-shaped antenna elements that allow conical radiation and conical scan at different resonances for the communication of moving platforms such as drones and cars were carried out. The resonance behaviors and radiation patterns of the designed arrays were calculated by electromagnetic simulations. We produced the modelled arrays and obtained the measurements. Measurement and simulation results are found agree well. The results show that the first and second resonances of the designed arrays arise at 2.4 GHz and 4.8 GHz as predicted, and conical radiation and conical scan occur in these resonances. After, 1 by 8 power divider designs were done for feeding the elements in the array. The designed power divider was modeled with simulations and the transmission and reflection loss parameters were calculated. We again produced the modelled power dividers and carried out the tests. Measurement and test results support each other. The results show that the designed power divider achieves low reflection loss at the input port and equal signal levels at the output ports at 2.4 GHz frequency. As the last step, an experimental setup, in which the array antenna was placed under the drone, was constructed and we performed the far-field radiation pattern measurement. In our measurements, it has been observed that the array antenna provides the highest radiation at certain vertical axis angles, as in the simulations.