5G frekans bandında enerji harmanlama için yüksek verimli mikrodalga soğurucu yüzey tasarımı

5G iletişim sistemleri, özellikle hızlı veri trafiği ve düşük gecikme süresi gibi gereksinimleri karşılamak adına önemli bir gelişme sağlamaktadır ve dünya genelinde bu teknolojiye geçiş süreci hızla ilerlemektedir. 5G iletişim sistemlerinin yüksek frekanslı mikrodalga enerji yaymaları artan enerji ihtiyacını kısmen de olsa karşılamak için bu frekans bantlarında enerji harmanlama çalışmalarına olan ilgiyi artırmıştır. Bu çalışma, 5G frekanslarında enerji harmanlaması için yüksek verimli mikrodalga soğurucu yapı tasarımının kullanılabilirlik ve maliyet açısından en optimum seviyeye yaklaştırılmasını hedeflemektedir. Hedeflenen frekans bölgesinde yüksek verimlilikte soğurma yapacak birim hücre tasarımı dört farklı aşamada gerçekleştirilmiştir. Tasarım ve simülasyonlar CST STUDIO programı yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Tasarımın her aşaması için elde edilen sonuçlar analiz edilmiş ve birim hücre yapının soğurma performansı açısından en optimum hali baz alınarak alttaş malzeme ve kalınlık analizi de ayrıca yapılmıştır. 1.5 mm kalınlığında FR4 malzemesi üzerine tasarlanan birim hücre soğurucu yapı ile 3.8 GHz' de %98.04 oranında bir soğurma elde edilmiştir. Daha sonra tasarlanan bu birim hücre, soğurucu yüzey bir yapıya dönüştürülmek üzere farklı periyodik dizilimleri ile ayrı ayrı tasarlanıp simüle edilmiştir. Sonuç olarak, tasarlanan mikrodalga soğurucu yüzey yapısının 2x2 diziliminde 3.8 GHz ve 4.2 GHz çalışma frekanslarında sırasıyla % 98.94 ve %98.35'lük yüksek soğurma oranları elde edilmiştir. Yapının 3.5 GHz ile 4.5 GHz arasında 1 GHz' lik bir bant genişliği ile %85'in üzerinde soğurma yaptığı gözlemlenmiştir. Simülasyon sonuçlarının doğrulanması amacıyla, soğurucu yüzeyin prototip üretimi gerçekleştirilmiş ve laboratuvar ortamında ölçümler yapılmıştır. Bu ölçümler sonucunda elde edilen veriler ile simülasyon sonuçları arasında önemli bir uyum tespit edilmiştir. Tüm bu veriler önerilen bu soğurucu yüzeyin 5G'nin n77 ve n78 bantlarında enerji harmanlaması için uygun bir aday olduğunu göstermektedir.