Kağıt dielektrik bazlı esnek antenler

Abstract

Günümüzde gelişen teknoloji sayesinde kablosuz haberleşme ve iletişim alanında önemli gelişmeler yaşanmıştır. Kablosuz haberleşme sisteminin en önemli yapısını ise antenler oluşturur. Her türlü yüzeye uyabilmesi sebebiyle gün geçtikçe esnek antenlere duyulan ilgi artmaktadır. Bu tez çalışmasında değişik yüzeylere uygulanabilen esnek anten tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Bunun için en uygun anten yapıları belirlenmiştir. Esnek yapıda olması için uygun malzemeler seçilmiştir. Esneklik sağlamak için dielektrik katman olarak kağıt, iletken olarak ise bakır kullanılmıştır. Bu çalışmada antenin herhangi bir yönde eğilip bükülmesine rağmen şeklini koruması, anten parametrelerinde herhangi bir değişiklik olmaması ve belirlenen çalışma frekansında ışıma yapması amaçlanmıştır. Çalışma frekansı için en çok tercih edilen haberleşme bandı olmasından dolayı 2.4 GHz frekansı seçilmiştir. Anten tasarımı için öncelikle FIT (Sonlu Entegrasyon Tekniği) tabanlı benzetim programı kullanılmıştır. Daha sonra simülasyonda tasarlanan antenler üretilmiştir. Üretilen antenlerin testi mikrodalga laboratuvarında vektör ağ analizörü kullanarak gerçekleştirilmiştir. Simülasyon sonuçları ve test sonuçları karşılaştırılmış ve anten tasarımlarının performansı kontrol edilmiştir. Simüle edilen ve deneysel olarak ölçülen sonuçların uyumlu olduğu görülmüştür. Bu da esnek antenlerde dielektrik malzeme olarak kullanılan kağıdın medikal, tekstil, IOT (Internet of Things) vb. gibi çeşitli uygulama alanlarında kullanılabilirliğini göstermiştir.

Thanks to today's developing technology, important developments have been experienced in the fields of wireless communication . Antennas constitute the most important structure of the wireless communication system. The interest in flexible antennas is increasing day by day due to its ability to fit any surface. In this thesis, it is aimed to design a flexible antenna that can be applied to different surfaces. For this reason, the most suitable antenna structures have been determined. Appropriate materials have been chosen to make the antenna flexible. In order to provide flexibility, paper is used as the dielectric layer and copper is used as the conductor. In this study, it was ensured that the antenna kept its shape despite being bent in any direction, did not change the antenna parameters and operated at the determined operating frequency. Since it is the most preferred communication band for operating frequency, 2.4 GHz communication band was chosen. Firstly, FIT (Finite Integration Technique) based simulation program was used for antenna design. Then, antennas designed in simulation were produced. Produced antennas were tested in the microwave laboratory using a vector network analyzer. Simulation results and test results were compared and the performance of antenna designs was checked. It has been found that the simulated and experimentally measured results are close to each other. This shows that the paper used as a dielectric material in flexible antennas, is suitable to use applications on medical, textile, IOT etc. fields.