Wide-band antenna design and implementation for small-size RF anechoic chambers

Abstract

Bu tez çalışmasında; günümüzde yaygın olarak kullanılan kablosuz haberleşmenin çeşitli türleri için uygun geniş bandlı, iki farklı tipte mikroşerit düzlemsel monopol antenler ve mikroşerit log periyodik dipol dizi anten tasarlanmış ve üretilmiştir. İlk monopol antende yuvarlak disk kullanılarak, ikinci monopol antende ise mikroşerit dikdörtgen yamanın ışıma yapan yüzeyine dört köşesinden kesme yöntemi kullanılarak ve toprak yüzeyine T-şeklinde yarık ile, antenlerin istenilen çalışma frekans aralığı olan 750 MHz ile 3000 MHz aralığında geri dönüş kayıp performansları neredeyse 10 dB seviyesinin üstünde tutulmuştur. Daha sonra, bir log periyodik dipol dizi anten, log periyodik dipol dizi için olan standart formüller yardımıyla geniş bandta çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Böylece bu antenler; Mobil İletişim için Küresel Sistem (900 MHz), Küresel Konumlama Sistemi (1227 MHz ve 1575 MHz), Üçüncü Nesil Mobil Telekominikasyon Teknolojisi (2100 MHz), Kablosuz Bağlantı Alanı (2400 MHz), ve Uzun Süreli Gelişim (2600 MHz) sistemleri için uygun hale gelmiştir. Ayrıca bu antenler, belirtilen frekans bandı aralığındaki antenlerin ve sistemlerin performanslarını ölçmek amacıyla Dokuz Eylül Üniversitesi Anten ve Mikrodalga Tekniği Laboratuvarında kurulan küçük boyutlu yansıtmasız odanın boyutlarına göre tasarlanmıştır ve bu odada kullanılması düşünülmektedir. Son olarak, Koch Fraktal log periyodik dipol dizi anten tasarlanmış, simülasyonu gerçekleştirilmiş ve üretilmiştir.

In this thesis work; wideband microstrip planar monopole antennas consisting of two different types and a microstrip log periodic dipole array antenna are designed and fabricated for wireless communication systems, which are frequently used nowadays. The return loss performances of the antennas within the desired operating frequency bandwidth of 750 MHz to 3000 MHz are almost kept above about 10 dB by using circular disc in the first monopole antenna, and using step cut at four corners method to the radiated surface with T-shape slot at the ground surface of the rectangular patch in the second monopole. Then, a log periodic dipole array antenna is designed to operate at wideband by the help of the standard formulations for log periodic array. In this way, these antennas become convenient for the systems of Global System for Mobile Communication (900 MHz), Global Positioning System (1227 MHz, 1575 MHz), Third Generation of Mobile Telecommunications Technology (2100 MHz), Wireless Fidelity (2400 MHz) and Long Term Evolution (2600 MHz). Besides, these antennas are designed according to the dimensions of a small-size anechoic chamber at the Antenna and Microwave Technique Laboratory of Dokuz Eylül University which is a setup in order to measure the performances of the antennas and systems within the described frequency bandwidth, and they are considered to be used in this chamber. Finally, a Koch Fractal log periodic dipole array antenna is designed, simulated and manufactured.