Design of high gain wideband quad-ridged horn antenna for emc testing

Abstract

Bu tezde, Elektromanyetik Uyumluluk (EMU) testlerinde kullanılmak uzere tasarlanangeniş bantlı ve yüksek kazançlı quad-ridged dairesel horn anten anlatılacaktır.Anten çalışma frekans bandı 1 GHz - 6 GHz aralığında olup, ışınımla yayınım vebağışıklık testlerinde kullanılabilmesi hedeflenmiştir. Antenin Quad-Ridged olaraktasarlanma nedeni, yayınım testlerinde aynı anda yatay ve dikey polarizasyonda ölçümalınabilme isteğidir. Anten kazanç hedefi belirlenirken, kullanılması planlanan testsistemlerindeki gereklilikler temel alınmıştır. EN 55024 standardı kapsamında olanışınımla Bağışıklık testinde horn antenin kazancı 3 metrede test yapılabilmesi içinyeterli olmadığından dolayı pencere metodu ile 1 metrede test yapılabilmektedir. Bunedenle tasarlanan antenin kazancı, 3 metrede test yapabilmek için 14 dBi olarakhedefkenmiştir. Bu amaçla tasarlanan Quad-Ridged Horn antenin simülasyonları,CST Microwave Studio programı ile gerçekleştirilmiştir. Bu simülasyonlar sonucunda,tasarlanan antenin bant boyunca kazancının 14 dBi civarında, yatay ve dikey polarizasyonusağlayan her iki port için ayrı ayrı geri dönüş kayıplarının en az 10 dBcivarında (S11 ve S22 saçılım parametrelerinin en fazla -10 dB civarında) ve portlararası girişimin (bağlaşımın) ise 25 dBden fazla olduğu (S21 parametresinin -27 dBdenaz olduğu) görülmüştür.

This thesis presents a design and simulation of high gain wideband quad-ridged circularhorn antenna for Electromagnetic Compatibility (EMC) testing. The selectedoperating frequency range of the antenna is from 1 GHz to 6 GHz, which is implementedfor radiated emission and radiated immunity tests. The antenna is designedas a quad-ridged which is desired to be used in the horizontal and vertical polarizationmeasurements simultaneously. To determine the antenna gain parameter, Vestel testsystems are considered as well as actual needs. The gain of the horn antenna currentlyused in laboratories is not enough for the 3 meters testing. Therefore, 1 meter testingwindow method is used for radiated, radio-frequency, electromagnetic eld immunitytests which are in the scope of EN61000-4-3 standard. Hence, the designed horn antennagain is aimed to be have approximately 14 dBi. CST Microwave Studio is usedin the design of the horn antenna and simulation results. The simulation results showthat the antenna gain is approximately 14 dBi, also at least about 10 dB return loss(S11 and S22) separately for each port providing horizontal and vertical polarizationand the isolation of the ports is more than -27 dB.