Açıklık antenlerin ışıma karakteristiklerinde integral gösterilim yoluyla kesin sayısal çözüm yaklaşımı

Abstract

vu ÖZET Bu tezde, sonsuz geniş, mükemmel iletken düzlemde dairesel açıklık ve üzerinde bir akım halkası olan bir geometriye sahip `dairesel açıklık anten` problemi ele alınarak ışıma karakteristikleri için integral gösterilim yoluyla kesin sayısal çözüm yaklaşımı sunulmuştur. Ele alman dairesel açıklık düzlemi, yukarıdan, daha küçük yarıçaptı bir akım halkası ile uyarılmıştır. Alan ifadelerinin integral gösterilimi için mevcut geometri, uygun bir şeküde bölgelere ayrılmıştır. Bölgelere göre yazılan alan ifadelerinde gözüken bilinmeyen katsayıları bulmak için sınır koşullan kullanılarak, Hankel ve Fourier Transformlannm inversiyonu yardımıyla bir denklem sistemi elde edilmiştir. Analitik olarak elde edilen denklem sistemi, bilinmeyen sayısının çok, dolayısıyla matris boyutunun büyük olması sebebiyle sayısal olarak çözülerek bilinmeyen katsayılar bulunmuştur. Bu katsayılar daha sonra alan ifadelerinde yerlerine yerleştirilerek antenin yakan ve uzak alan için radyasyon diyagramları çizilmiştir. Bu şekilde kesin sayısal çözüme ulaşma yaklaşımı ile, dairesel açıklık antenlerin yakın ve uzak alan için ışıma diyagramlarının elde edilmesinde değişik bir yol sunulmaktadır. Elde edilen çözümlerle yüksek kazanç sağlama, esas demet sıkıştırma, yan kulak etkilerini azaltma vs. amaçlarına yönelik olarak, anten yarıçapı, halka yarıçapı, akım değeri ve akım halkasının yükseldiği değiştirilerek bir optimizasyon yapılabilmektedir. Sunulan yaklaşım, mikroşerit antenlerde de kullanılabilmektedir.

vuı ABSTRACT An aperture antenna problem that has a structure includes a circular aperture in an infinite conducting plane and a current ring over the aperture is considered and the exact numerical solution approach for obtaining the radiation pattern by integral representation is presented. The circular aperture plane is excited by a current ring with smaller radius, respectively, on top. The geometry is divided the regions appropriately for representation of the fields. The boundary conditions is used for finding the unknown coefficients in the field representations, then an equation system is obtained by taking Hankel and Fourier Transforms. The equation system obtained analytically, is solved numerically because of the large size of the matrix. Later, these calculated coefficients are moved into the field representations and the radiation patterns are plotted for near end far zone fields. An alternative way is submitted to obtain the near zone and far zone radiation patterns of circular aperture antennas by exact numerical solution approach. An optimization can be done by changing radius of the aperture and the current loop and the height of the current loop, to obtain high gain, jam main beam, reduce side lobes, etc. with the obtained solution results in this studying. This approach is also valid in microstrip antennas.