Analysis and design of reactively loaded dual band microstrip antenna

Abstract

Bu tez yarık açılarak reaktif yüklenmiş mikroşerit antenlerin tasarımını, üretimini ve ölçümlerini içerir. Geometrik olarak neredeyse kare ölçülerinde bir parça üzerinde, radyasyon yayan kenarlara yakın yarılmış dar yarıklar sayesinde çift bantta çalışabilme ve dairesel polarizasyon operasyonları başarılmıştır. Tasarım aşamasında anten parametrelerinin, antenin giriş empedansına ve eksenel oranına olan etkileri incelenmiştir. Tasarım kısmı adım adım geliştirilmiştir. İlk olarak, dikdörtgen bir mikroşerit parça üzerinde yarıklar açılarak çift bantta çalışabilme karakteristiği incelenmiştir. Sonra, dairesel polarizasyonu geliştirmek üzerine odaklanılmıştır. Son olarak nihai yapı analiz edilmiştir ve parametrik bir çalışma yapılarak dizayn parametreleri ile ilgili bilgi edinilmiştir. Bu parametrik analizler elektromanyetik çözümleyici yazılımı HFSS kullanılarak yapılmıştır. Tasarlanan çift bantta çalışabilir dairesel polarizasyonlu mikroşerit anten üretilmiş ve ölçülmüştür. Ölçüm sonuçları ile simülasyon sonuçları arasında kabul edilebilir bir uyum olduğu görülmüştür.

This thesis includes the design, production and measurement of a reactively loaded microstrip patch antenna. The dual band and circular polarization operation are achieved through the use of narrow slots etched close to the radiating edges on a nearly square patch. During the design process, the effects of antenna parameters on the input impedance and axial ratio characteristics are investigated. A step-by-step procedure is followed during the design process. First, the dual band characteristic is investigated on a slot loaded rectangular patch. Then, an attention is given to improve the circular polarization. Finally, the desired structure is analyzed and information about the design parameters is obtained by means of parametric study. These parametric analyses are done in full wave electromagnetic solver tool HFSS. The designed dual band circularly polarized microstrip patch antenna is manufactured and measured. Acceptable agreement between simulation and measurement results is obtained.