Türevsel evrim algoritması kullanarak c şekilli kompakt mikroşerit antenin rezonans frekansı denkleminin elde edilmesi

Abstract

Son yıllarda gelişen teknolojinin paralelinde; yüksek performans gerektiren uçaklar, radar sistemleri, kablosuz iletişim, uzay araçları, uydu ve füze uygulamaları gibi pek çok alanda; Mikroşerit Antenler (MA) mikrodalga antenleri içerisinde kullanım alanı oldukça yaygınlaşan bir anten çeşidi haline gelmiştir. Dikdörtgensel, Dairesel ve Üçgen MA gibi geleneksel MA'ların çeşitli şekillerde modifiye edilmeleri ile Kompakt Mikroşerit Antenler (KMA) meydana gelmiştir. Bu KMA çeşitlerinden biri de Dikdörtgen Mikroşerit Antenin (DMA) modifiye edilmesiyle oluşturulmuş olan C Şeklindeki KMA'dır (CKMA).KMA'larda rezonans frekansının belirlenmesi oldukça önemli ve analitik çözümü oldukça zor bir problemdir. 3 boyutlu elektromanyetik benzetim programları KMA'ların rezonans frekanslarını yaklaşık olarak tahmin etmemize yardımcı olmaktadır. Benzetim sonuçları ile elde edilen rezonans frekans değerlerine uygun yeni formüllerin elde edilmesi ise bir optimizasyon problemidir.Bu çalışmada tasarlanan anten geometrisi için rezonans frekansı farklı yama ve yarık boyutları ile dielektrik sabitleri kullanılarak XFdtd, 3-Boyutlu Benzetim Programı yardımıyla hesaplanmıştır. Hesaplanan rezonans frekansı verilerini elde etmek için CKMA'nın dış ve iç boyutlarına bağlı yeni denklemler yapay zeka optimizasyon algoritmalarından biri olan Türevsel Evrim Algoritması (TEA) kullanılarak bulunmuştur. Benzetim programları ile hesaplanan sonuçlara daha yakın sonuçlar elde etmek için yeni ve basit bir denklem bulunmuş, benzetim sonuçları ile denklem sonuçları arasındaki toplam hatanın asgariye inmesi sağlanmıştır.Anahtar Kelimeler: Mikroşerit Antenler, Kompakt Mikroşerit Antenler, C Şeklinde Kompakt Mikroşerit Anten, XFDTD, Türevsel Evrim Algoritması

In recent years, in parallel with the development in technology, Microstrip Antennas (MSA) have been used in many application areas such as high performance aircrafts, radar systems, wireless communication equipments, space vehicles, satellite and missile applications. Compact Microstrip Antennas has evolved from various shaped traditional Microstrip Antennas, such as Rectangular, Circular and Triangular. One of the variations of the Compact Microstrip Antennas is C-Shaped Compact Microstrip Antenna that is formed by modified Rectangular Microstrip Antennas.Determination of resonance frequency of Compact Microstrip Antennas is very important and its analytical solution is a difficult problem. 3-dimensional electromagnetic simulation programs help us to estimate resonance frequencies of Compact Microstrip Antennas. Obtaining of new formulas which approximate to resonance frequency values are calculated by simulation programs is an optimization problem.In this thesis, resonance frequency of C-Shaped Compact Microstrip Antenna is calculated with the use of different patches and slot dimensions and dielectric constants by the 3-dimensional simulation program XFdtd. To obtain calculated resonance frequency values, the new equations depending on slot and patch dimensions of C-Shaped Compact Microstrip Antenna are found with the use of the artificial intelligence optimization algorithm, Differential Evolution Algorithm. To obtain better matching values calculated results with the simulation program results, a new and simple equation have been determined, the results of this equation approximated simulations results with minimum the error values.Key Words: Microstrip Antennas, Compact Microstrip Antennas, C-Shaped Compact Microstrip Antennas, XFdtd, Differential Evolution Algorithm