Periyodik yapıların ansoft HFSS kullanarak analizi

Abstract

Geniş bant düşük profil antenlerin kazanç ve bant genişliği, antenler klasik platformların iletken yüzeylerine yerleştirildiğinde ciddi olarak bozulmaya uğrar. Bu bozulma öncelikle iletken yüzeyden yansıyan faz dışı yansımalar ile antenin kendi radyasyonunun girişiminden kaynaklanmaktadır.Daha fazla açıklama gerekirse Anten ve platform arasına yerleştirilen ince alt tabaka içerisine anten çifti tarafından bırakılan yanal dalgalar yüzey dalgalarının artmasına sebep olur ve alttabakanın kenarından büyük ölçüde bozucu dağılma ile sonuçlanır.Anten performansını azaltan bu iki büyük problemi çözmek için HIGP yapılar dizayn edilmiştir. Mantar benzeri iki boyutlu periyodik düzenlemelerden oluşan HIGP mükemmel manyetik iletken (PMC) benzeri yansıma oluşturduğu gibi alttabaka modlarının bant durduranı içerisinde yüzey dalgalarını da bastırır.Bu tez yeni geometrik şekil HIGP-anten dizaynları ve optimizasyonları sunmaktadır. Dipole anten, log periodic anten, bow-tie anten araştırmalarda kullanılmıştır. Mantar benzeri yüzeyler yüzey dalgalarını bastırmak için kullanıldığı bilinmektedir.Ancak EBG dizayn sonuçlarının düşük profil anten denemelerinin kriterlerini karşılayacağından emin olmak için bir EBG yüzeyin operasyonel frekans bandı düşük profil tel antenin iyi geri dönüş kaybı ve radyasyon paterni ile etkin bir şekilde yayılabileceği frekans bölgesi içerisinde tanımlanması gerekmektedir.Farklı tip optimize edilmiş HIGP'ler üzerinde bu antenlerin operasyonel frekans bandları araştırılmaktadır. Çoklu ölçek HIGP ve anten dizaynları tanıtılmaktadır. HIGP-anten dizaynlarının özellikleri çoklu ölçek HIGP kullanılarak artırılmaktadır.HIGP-anten denemeleri sonunda, tatmin edici sonuçlar elde edilmiştir.

Gain and bandwidth of broad-band low-profile antennas severely deteriorate when they are placed conformally onto the conductive skins of platforms. This detrimental effect is primarily due to out-of-phase reflections from the conductive body interfering with the antenna?s self radiation. Furthermore, lateral waves launched by the antenna couple into the thin substrate placed between the antenna and the platform, giving rise to surface waves resulting in significant diffraction from the edges of the substrate.To fix these two major mechanisms degrading antenna performance, high impedance ground planes (HIGP) were designed. HIGPs made of a 2-dimensional periodic arrangement of a mushroom structure not only provide perfect-magnetic-conductor (PMC)-like reflection but also suppress the surface waves within the stop-band of the substrate modes. This thesis presents new geometrical shape HIGP-antenna designs and optimizations. Dipole antenna, log periodic antenna, bow-tie antennas are used in the research. Mushroom-like surface is being used for supperssed surface waves . However, to ensure that resulting EBG designs will meet the criteria of low profile antenna applications, an operational frequency band of an EBG surface is defined as the frequency region inside of which a low profile wire antenna radiates efficiently with a good return loss and radiation patterns.Operating frequency bands of these antennas over different types of optimized HIGP?s are investigated. Multi-scale HIGP and antenna designs are introduced. Broadband nature of the HIGP-antenna designs is increased by using multi-scale HIGP. End of the HIGP-antenna experiments, successful result has been acquired.