Bir dairesel polarizasyonlu mikroşerit antende eksenel oran frekans bant genişliğinin mantar biçimli bir elektromanyetik bant aralığı yapısı ile artırılması

Bu çalışmada ISM 2.4 bandında çalışan dairesel polarizasyonlu bir mikroşerit antenin eksenel oran bant genişliğinin, etrafına yerleştirilen polarizasyon bağımlı mantar biçimli düzlemsel elektromanyetik bant aralığı yapıları ile artırılması hedeflenmiştir. Bilindiği üzere tek beslemeli mikroşerit antenlerin dairesel polarizasyon bant genişliği çok dardır. Eksenel oranın 3 dB'in altında kaldığı bant aralığı göz önüne alındığında bu bant genişliğinin yüzde 2-3 civarında olduğu görülmektedir. Çoklu besleme ve birden fazla eleman kullanımı gibi teknikler ile bant genişliği artırılabilse de bu yaklaşım, genellikle antenin besleme hattının karmaşıklaşması veya anten toplam boyutunun artması problemini beraberinde getirmektedir. Elektromanyetik bant aralığı yapıları, metamalzeme olarak adlandırılan yapay malzemelerin bir alt dalıdır. Mantar biçimli elektromanyetik bant aralığı yapıları ise daha özel bir kavramdır. Bu yapıların üst kısmı iletken bir şerit halinde kare, altıgen gibi düzgün bir geometrik şekle sahiptir. Yapının alt kısmı elektriksel iletken bir toprak yüzeyi ile kaplıdır ve yapının ortasında üst kısmı ile alt kısmını birbirine bağlayan iletken yollar bulunur. Bu yapılar, elemanlar arasındaki boşluk ve üst kısmı alt kısma bağlayan iletken yollar nedeniyle bir LC devresi ile modellenebilir ve rezonans devresi gibi davranır. Bu özelliği sayesinde bu yapıların yasak bant oluşturduğu bilinmektedir. Polarizasyon bağlımlı elektromanyetik bant aralığı yapıları ise dalganın farklı polarizasyonuna farklı tepkiler veren yapılardır. Mantar biçimli polarizasyon bağımlı yapılar ise genellikle üst iletkeninin şeklinin farklı polarizasyonlarda farklı tepkiler verecek şekilde dikdörtgen yapı olarak veya iletken yolun yerinin değiştirilmesi ile gerçeklenir. Bu şekilde farklı polarizasyonlu dalgaların göreceği endüktans değeri değişeceğinden rezonans frekansı da değişecektir. Bu tezde polarizasyon bağımlı elektromanyetik bant aralığı yapılarının uygun konfigürasyonda dairesel polarizasyonlu bir mikroşerit antenin eksenel oran bant genişliğini artırabildiği gösterilmiştir. Anten etrafına yerleştirilen 12 adet dikdörtgen şekilli mantar biçimli elektromanyetik bant aralığı yapısı sayesinde %2-3 civarında olan 3dB eksenel oran bant genişliği %6-7 civarına çıkarılmıştır. Bu da ISM 2.4 bandının tek beslemeli bir mikroşerit anten ile düşük profilli bir yapı kullanılarak kapsanması anlamına gelmektedir. Tasarımın boyutu, geleneksel kare yama antene göre bir miktar daha büyük olsa da bu bant genişliğini elde etmek için tasarlanan dizi yapılarından daha az yer kapladığı söylenebilir.