Bilgi toplumu teknolojileri için anten sistemleri ve algılayıcılar

TÜBİTAK EEEAG01.10.2010Bu proje kapsamında, özellikle milimetre-dalga frekanslarında çalışan yeniden şekillendirilebilir anten, elektronik taramalı dizi anten ve yansıtıcı dizi anten tasarımı, üretimi ve ölçümleri yapılmıştır. Yeniden şekillendirilebilirlik özelliği için farklı teknolojiler kullanılmıştır. Huzmesi yönlendirilebilen sur biçimli mikroşerit yürüyen dalga anten dizisi X-bant uygulamalarında kullanılmak üzere tasarlamış, üretilmiş ve ölçülmüştür. Antenin ana huzmesinin istenilen yöne elektronik olarak döndürülebilmesini sağlayabilmek için mikroşerit hat üzerinde gerekli faz değişimini sağlayacak varaktör diyotlar kullanılmıştır. Yapılan EM benzetim ve ölçümler sonucu sur biçimli anten dizisinde, ana huzmenin diyot kontrolü ile tasarlandığı gibi 10 lik bir açı taraması yapabildiği gösterilmiştir. Bu kavram kanıtlaması şeklinde bir çalışmadır; huzmenin daha büyük açı aralığında tarama yapması için tasarımda yapılması gereken değişiklikler belirtilmiştir. MM-Dalga sabit genişlikli ve doğrusal sönümlenen yarık antenler tasarlanıp, üretilmiş ve antenin şeklinin, optik uyarımla bu iki yapı arasında değiştirilmesinin sağlanması durumunda ışıma örüntüsünün değiştirilebileceği gösterilmiştir. Proje kapsamında gerçekleştirilen bir diğer çalışmada da K ve Ka bantlarında bağımsız çalışabilen, RF MEMS anahtarlarla huzmesi elektronik olarak döndürülebilen dairesel polarizasyonlu yansıtıcı dizi anten tasarlanmış, üretilmiş ve ölçülmüştür. Çift frekanslı (24.4 GHz ve 35.5 GHz) dizi iç içe geçmiş farklı boyutlarda iki ayrık-halka dizisi şeklinde tasarlanmıştır. Huzme döndürme amacıyla her bir ayrık halkanın açısal konumunu RF MEMS anahtarlarla ayarlayarak, dairesel polarizasyonlu dalgaların fazları kontrol edilmektedir. Anten ODTÜ MEMS merkezinde geliştirilen yüzey mikro-işleme süreciyle üretilmiştir. Işıma örüntüleri ölçülmüş ve benzetim sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ölçümlerle, ana huzmenin, tasarlandığı gibi, Ka bandında 35°‟ye, K bandında 24°‟ye döndürülebildiği gösterilmiştir. Proje çalışmalarından sur biçimli mikroşerit anten dizisiyle ilgili hazırlanan makale Microwave and Optical Technology Letters adlı dergide yayınlanmak üzere kabul edilmiştir. Yansıtıcı dizi antenle ilgili makale de hazırlık sürecindedir. Saygın konferanslarda yedi bildiri sunulmuştur. Ayrıca, proje kapsamında üç yüksek lisans tez çalışması tamamlanmıştır.In this project, reconfigurable antenna, beam steering array and reflectarray have been designed, produced and measured, especially in mm-wave frequencies. To provide reconfigurability, different technologies have been considered. X-band electronically scanning meanderline microstrip traveling wave antenna array has been designed, produced and measured. To rotate the antenna beam to the desired direction, microstrip meander line has been loaded by varactor diodes that provide required phase shift values. EM simulations and rdiation pattern measurements of the meanderline antenna have demonstrated that the antenna has the capability to scan 10 with the control of varactors as designed. This is a proof-of-concept type study; alternative configurations to increase the scan range have also been discussed. MM-wave tapered slot antennas with a constant width and linear taper have been designed, produced and measured. It has been demonstrated that if the shape of the tapered slot antenna can be changed between constant width and linear taper structures by means of optical excitation, radiation pattern reconfigurability can be obtained. In another study accomplished in this project, electronically scanning circularly polarized reflectarray working independently in K and Ka bands has been designed, produced and measured. Dual band (24.4 GHz and 35.5 GHz) reflectarray has been designed as an interlaced array of split rings of two different sizes. In order to steer the beam, the phase of the incident circularly polarized wave is controlled by RF MEMS switches that modify the angular orientation of split-rings individually. The antenna has fabricated by using surface micromachining process developed in METU MEMS Center. Radiation patterns of the antenna are measured and compared with the simulations. It has been shown that the reflectarray is capable of beam switching to 35° in Ka band, 24° in K band as required. One journal paper on meanderline antenna has been accepted to be published in Microwave and Optical Technology Letters. Preparation of manuscript on reflectarray is under progress. Seven conference papers have been presented in well known Conferences. Furthermore, three Master Thesis studies have been accomplished during the project

A new approach to use of the multipole expansion method in eletromagnetic scattering problems.

Ph.D. - Doctoral Progra

Doğrusal olmayan MMIC uygulamaları için GaAs Mesfet ve Hemt'lerin karakterizasyonu

Tekparça Mikrodalga Tümleşik Devre (MMIC) teknolojisinde imalatçılar tarafından üretilen yongalar üzerinde yapımdan sonra herhangi bir ayar ya da değişiklik yapmak mümkün değildir. Bu nedenle devrenin istenilen özelliklerde çalışabilmesi için tasarım aşamasında devredeki aktif ve pasif elemanların çok doğru bir biçimde modellenmiş olması gerekmektedir. Özellikle aktif elemanların (GaAs MESFET ve HEMT transistörler gibi) değişik çalışma koşulları altındaki modellerinin mümkün olan en doğru biçimde simülasyon programına verilmesi gereklidir. Bu projede gerçekleştirilen çalışma, GaAs MESFET'lerin Triquint's Own Model'inde (TOM) yer alan DC, doğrusal ve doğrusal olmayan parametrelerin küçük işaret ölçümlerine dayanarak bulunması ve bu parametrelerin transistor kapı genişliği ile ilişkilendirilmesi (scaling) konularını kapsamaktadır. TOM modelinde yer alan 27 parametrenin elde edilmesi amacıyla MMIC teknolojisi ile imal ettirilen değişik kapı genişliği ve kapı parmak sayısına sahip 10 transistor üzerinde değişik ölçümler yapılmıştır. Bunlar, bozulma gerilimi, eşik gerilimi, ileri kapı gerilimi ve savak-kaynak akım-gerilim ölçümlerinden oluşan DC ölçümleri ile intrinsik ve ekstrinsik eşdeğer devre elemanları için küçük işaret S-parametresi ölçümlerini kapsamaktadır. Ölçüm sonuçlarından parametrelerin elde edilmesi için bilgisayar destekli optimizasyon yöntemleri kullanılmıştır. Parametrelerin elde edilmesinden sonra, kapı genişliği ile ve parmak sayısıyla ölçeklendirilebilir parametreler için ölçeklendirme ifadeleri tanımlanmış ve bu ifadelerdeki katsayılar belirlenmiştir. Ölçeklendirme ifadeleri kullanılarak bulunan parametreler ile ölçüm sonucunda elde edilen parametreler karşılaştırılmış ve iyi bir uyumun sağlandığı görülmüştür

Bölgesel yağış ölçümleri için meteoroloji radarı

TÜBİTAK MAG15.06.1984O.D.T.Ü. Elektrik Mühendisliği Bölümünde geliştirilmesine başlanan bilqisayar destekli meteoroloji radar dizgesi tanıtılmakta, niceliksel yağış ölçmelerinin bu yöntemle yapılmasında ortaya çıkan sorunlara değinilmektedir. Yapılan çalışmalar özetlenerek, bilgisayar denetiminde radarın döndürülmesi için sistem, radar-bilgisayar iletişimi için donanım, yankı darbe entegratörü, erim normalizasyon aygıtı ve yağmurdan yansıma analizi çalışmaları tanıtılmaktadır

1990'ların antenleri: geleceğin uydu ve karasal iletişim sistemleri için aktif anten dizileri

TÜBİTAK EEEAG31.01.1993Uydu ve/veya karasal iletişim sistemlerinde kullanılmaları öngörülen faz taramalı aktif dizi anten sistemlerinin geliştirilmeleri ve bu anten sistemlerinden yeni uygulama alanlarında yararlanılmasını amaçlayan COST 223 projesi, çalışmaları üye ülkelerin katılımlarıyla gerçekleştirilen üç ayrı çalışma grubunca yürütülmüş ve ilgili çalışmaların koordinasyonu proje süresince çeşitli ülkelerde yapılan proje yönetim kurulu (management committee: MC) toplantıları ile sağlanmıştır. COST 223 projesi çalışma alanları üç çalışma grubunda toplanmıştır. Birinci grup (WGl) çalışmalarım baskılı ve baskısız anten dizilerinde, ikinci grup (WG2) aktif devre tasarımlarında, üçüncü grup (WG3) ise sistem tasarımı ile ilgili bilgisayar yazılımlarında yoğunlaştırmıştır. Ülkemiz WG l ve WG3 gruplarının çalışmalarına katılmıştır. Proje kapsamında grubumuz geniş bantlı baskı devre yarık antenler ve geçiş devrelerinin tasarımı, parazitik eleman içeren mikroşerit antenlerin tam dalga analizi, sonlu bir iletken yüzeye açılan dikdörtgen dalga kılavuzlarının oluşturduğu dizi antenin incelenmesi, mikroşerit sur biçimli antenler, yarık kuplajlı yama antenler, dikine magnetize edilmiş ferit tabakalı anten sistemi ve askılı ve evrik mikroşerit hatlarda kayıpların karşılaştırılması konularında katkılarda bulunmuş, çalışmalar yönetim kurulu toplantılarında sunulmuş, çalışmalar üzerinde tartışmalar yapılmış ve ilgili proje raporlarında bu çalışmalara yer verilmiştir

Aktif faz taramalı diziler ve dizi beslemeli antenler

TÜBİTAK EEEAG01.07.1997COST 245 "Aktif Faz Taramalı Diziler ve Dizi Beslemeli Antenler" (Active Phased Arrays and Array Fed Antennas) Projesinin Ortak Niyet Beyanı ülkemiz adına -.imzalanarak, çalışmaları ODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümünde görevli ekip tarafından yürütülmüştür. AT ülkeleriyle bilimsel işbirliği içerisinde yürütülen bu proje sonucu, diğer üye ülkelerin araştırma ve endüstriyel kuruluşlarında yapılan çalışmaları yakından izlemek ve bu üyelerin konuyla ilgili problemleri çözüm yollarını ele alış biçimleri hakkında fikir sahibi olmak imkanı elde edilmiştir. Proje kapsamında yapılan çalışmalar A. Faz taramalı anten dizileri konusundaki çalışmalar, B. Monolitik mikrodalga entegre devrelerle (MMIC) ile ilgili çalışmalar ve C. Geniş bantlı antenler ve nümerik metotlar olarak üç ana grupta toplanmıştır. Birinci .bölümde düzlemsel bir çift huzmeli (dual beam) TVRO anteni gerçekleştirmek üzere ;ımikroşerit:faz taramalı anten dizileri üzerinde kapsamlı bir çalışma yapılmıştır. Uydu alıcı antenlerinde ortaya çıkan termal gürültünün analizi ve yüksek G/T (kazanç/eşdeğer gürültü derecesi) oranlı mikroşerit anten dizileri besleme yapılan tasannu için özgün bir yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışmalar sonucunda, 8x4 elemanlı . (10 GHz), 32x12 elemanlı (11.3 GHz), 24x32 elemanlı aktif (9.5 GHz) ve silindirik yüzey üzerine yerleştirilmiş mikroşerit yama anten dizileri tasanmlamp üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. İkinci bölümde faz taramalı anten dizilerinde kullanımı büyük avantaj sağlayan monolitik mikrodalga entegre devrelerinden, dar ve geniş bantlı yükselteçler, voltaj kontrollü osilatör, karıştırıcı, düşük gürültülü yükselteç, alıcı/verici anahtar, güç yükselteci, geniş bantlı voltaj kontrollü zayıflatıcı ve faz kaydmcı devrelerinin tasannu yapılmış ve bunlardan ilk beş tanesi üretilerek performanslan ölçülmüştür