Design and improvement of hybrid metal-graphene microstrip antenna for indoor applications

Son yıllarda, fiziksel bağlantılara ihtiyaç duymadan bilgi aktarmanın kolay ve verimli bir yolunu sunan kablosuz iletişim, günlük hayatımızda önemli bir önem kazanmıştır. Bu ilerleme, elektromanyetik dalgalar kullanılarak önemli mesafelerde kesintisiz etkileşimi kolaylaştırarak görevlerin gerçekleştirilme ve iletişimin gerçekleştirilme biçiminde devrim yarattı. Kablosuz iletişimin belirgin avantajı, özellikle geleneksel kablolu bağlantıların pratik olmadığı yerlerde erişilebilirliği ve uyarlanabilirliğinde yatmaktadır. Kablosuz ağlara olan bağımlılık arttıkça bağlantılı cihaz ve uygulamalarda da artış yaşandı. Ancak bu, ağ tıkanıklığına yol açarak daha sonra veri iletim hızını etkiledi. Bu zorluğun üstesinden gelmek için ağ operatörleri, daha hızlı veri aktarımına yönelik artan talebi karşılamak üzere daha yüksek frekansların kullanılması gibi çözümler araştırdı. Anten, kablosuz iletişim sistemlerinde hayati bir bileşen olarak önemli bir rol oynar. Çeşitli anten tipleri arasında mikroşerit antenler ön plana çıkmıştır. Ancak sıklıkla düşük kazanç ve sınırlı bant genişliği gibi sınırlamalar sergilerler. Bu endişelerin giderilmesi zorunlu hale geliyor. Bu çalışma, özellikle dikdörtgen ve dairesel yamalardan mikroşerit yama antenlerinin (MPA'lar) geliştirilmesine odaklanmaktadır. Amaç, iç ortamlardaki kişisel ağ uygulamalarına hitap ederek performanslarını 62 GHz'de çalışacak şekilde optimize etmektir. Simülasyon ve optimizasyon işlemleri CST Antennas modelleme yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmektedir. MPA'ların bant genişliğini arttırmak için grafen pullarını içeren yaratıcı bir yaklaşım kullanılıyor. Bu pullar anten yamasındaki oyulmuş yuvalara stratejik olarak yerleştirilmiştir. Bu, antenin frekans tepkisine ayarlanabilirlik kazandırarak antenin uygulanan voltajlara uyarlanabilir olmasını sağlar. Anten performansı üzerindeki etkilerini değerlendirmek için çeşitli yuva şekilleri araştırılmıştır. Simülasyon sonuçları bu yaklaşımın etkinliğini vurgulamaktadır. Antenler, 62 GHz, 59.545 GHz, 58.02 GHz, 53.21 GHz ve 57.965 GHz dahil olmak üzere birden fazla frekans bandında sağlam performans ve dikkate değer ayarlama yetenekleri sergiliyor. Bu çalışma, anten performansını artırmada ve kablosuz iletişim alanındaki uygulamalarını genişletmede grafen bazlı modifikasyonların potansiyelinin altını çiziyor. Anahtar Kelimeler: Mikroşerit anten, Bina içi iletişim, Grafen, yeniden yapılandırılabilir anten