Işıma örüntüsü ve frekans yeniden yapılandırılabilir anten tasarımları

Abstract

6 GHz altı spektrumdaki sınırlı bant genişlikleri ve ortaya çıkan tıkanıklık sorunları, yeni nesil iletişim sistemlerinde yüksek frekansların kullanılmasını kaçınılmaz hale getirmektedir. Milimetre dalga spektrumundaki kullanılmayan bant genişlikleri, sistem kapasitesini arttırmak ve daha yüksek veri iletim hızları elde etmek için kullanılabilir. İletişim sistemlerinde kullanılacak antenlerin, yüksek veri iletim hızları sunması için, yüksek bant genişliği, oluşabilecek zayıflamaların üstesinden gelebilmesi için de yüksek kazanç sağlayabilmesi gerekmektedir. Bunun yanında antenlerin kompakt, karmaşıklıktan uzak, seri üretim için elverişli ve uygun maliyetli olması beklenmektedir. Bu çalışmada, iletişim ve haberleşme otoritelerinin yeni nesil iletişim sistemler için önerdikleri MMW bandında (26,5 GHz – 40 GHz) çalışan birkaç anten tasarımı sunulmuştur. Çalışmada on beş farklı ışıma deseni sağlayan bir ışıma deseni yeniden yapılandırılabilir anten ile, altı adet frekansı yeniden yapılandırılabilir anten tasarımı sunulmuştur. Sunulan bu antenlerin yeniden yapılandırılma özellikleri kullanılarak K-bandı radar uygulamaları için de kullanılması amaçlanmıştır. Ayrıca çok kanallı iletişim için frekans yeniden yapılandırılabilir anten yapısı çoklu giriş çoklu çıkış (MIMO) topolojisinde konuşlandırılarak uzamsal çeşitlilik de iyileştirilmiştir.

Limited bandwidths in the sub-6 GHz spectrum and emerging congestion problems make it inevitable to use high frequencies in new generation communication systems. Unused bandwidths in the millimeterwave spectrum can be used to increase system capacity and achieve higher data transmission rates. Antennas to be used in communication systems must have high bandwidth to offer high data transmission rates, and high gain to overcome the attenuation that may occur. In addition, antennas are expected to be compact, uncomplicated, convenient for mass production and cost-effective. This study presents several antenna designs operating in MMW band (26.5 GHz - 40 GHz) recommended by communication authorities for new generation communication systems. Accordingly, six frequency reconfigurable antenna designs with a radiation pattern reconfigurable antenna providing fifteen different radiation patterns are presented in this study. These antennas are also intended to be used for K-band radar applications based on their reconfiguration properties. Results showed that spatial diversity was improved by deploying the frequency in a reconfigurable antenna structure multiple-input multiple-output (MIMO) topology.