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