Çoklu nesneli analitik regülarizasyon metodu geliştirilerek çok geniş bantlı yansıtıcı anten tasarımı

Günümüz iletişim sistemlerinde, çok geniş bantlı ve kısa süreli darbe sinyallerinin sivil ve askeri haberleşme sistemlerinde kullanımları giderek artmaktadır. Bu tip işaretlerin bilgi kaybı ve sinyal deformasyonu olmaksızın uzun mesafelere iletiminde sistemde kullanılan antenin performansı oldukça önemlidir. Bu çalışmada, çok geniş frekans bandında yüksek kazanç ve verime sahip tekli ve çiftli yansıtıcı anten tasarımları yapılmıştır. Ayrıca, bu yansıtıcı antenleri beslemek için çeşitli besleyici yapıları da tasarlanmıştır. Böylece farklı frekans bantlarında çalışabilen, farklı boyut ve hacimlerde yansıtıcı anten yapıları oluşturulmuştur. Tasarlanan elektriksel olarak büyük yapıda olan antenlerin çok geniş bantta (ÇGB) ön analizleri için Analitik Regülarizasyon Metodu (ARM) ile yeni bir nümerik yaklaşım geliştirilmiştir. Bu bağlamda, elektriksel olarak büyük ve birden fazla parça içeren antenlerin analizlerini yapmak amacıyla çok sayıda cisimlerden saçılmalar için 2 boyutlu Analitik Regülarizasyon Metodu geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem yansıtıcı anten yapılarının ÇGB analizleri için uygundur. 3 boyutlu benzetim programlarının uzun süreli işlemleri yerine, geliştirilen 2 boyutlu nümerik analiz ile elektriksel olarak büyük olan çift yansıtıcılı antenlerin ÇGB analizleri daha hızlı ve daha az hafıza ile yüksek doğruluklu olarak yapılabilecektir. Tekli yansıtıcı yapısı olarak, Vivaldi ve ridged horn yapılarının birleşiminden oluşturulan TEM ridged horn anten (TEM-RHA) tarafından beslenen 0.4 GHz den 15 GHz'ye kadar çalışan 90 cm çapında ofset yanıstıcı anten tasarımı yapılmıştır. Yüksek kazançlı bu anten 35:1 band genişliği oranı ile darbe ışıması için uygun bir yapıdadır. Ayrıca, ridged horn ve TEM-RHA beslemeli 60 cm çapında onset yansıtıcı antenler daha üst frekans bantları için tasarlanmıştır. Onset yansıtıcı anten yapısı % 61 değerlerine varan oldukça başarılı bir verimlilik performansına sahiptir. Daha sonra, çok geniş bantlı uygulamalar için eksenel olarak yer değiştirmiş eliptik (EYE) alt yansıtıcıya sahip yenilikçi bir anahtarlanabilir çift yansıtıcılı anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan yüksek kazanca ve verime sahip çift yansıtıcılı antenin opsiyonel kullanılabilen iki çeşit beslemesi vardır. Bunlardan ilki K-Vivaldi antendir ve 33:1 oranında çalışma bantı genişliğine sahip olup 0.6 GHz'den 20 GHz'ye kadar çalışmaktadır ve impuls ışımasına uygundur. Bu beslemenin performansının arttırılması için kısmi dielektrik yüklemesi yapılmıştır. Kullanılan diğer besleme yapısı ise, çift ridged horn antendir. Tasarlanan çift yansıtıcı geometrisi ridged hornla beslendiğinde 1.6 GHz'den 20 GHz'ye kadar çalışmaktadır. Bu durumda bant genişliği 12:1 değerine düşmektedir, ancak antenin kazancı ve verimliliği önemli ölçüde artmaktadır. Kullanıcının gereksinimlerine göre bu iki beslemeden biri seçilebilmektedir. Tasarlanan çift yansıtıcılı anten yapısının, tekli yansıtıcı tasarımlarıyla karşılaştırıldığında hacim açısından önemli bir üstünlüğü vardır. EYE çift yansıtıcılı antenler 2 boyutlu çoklu nesneli ARM ile geliştirilmiş ve 3 boyutlu benzetim programı kullanılarak daha iyi ışıma performası için parametrik olarak optimize edilmişlerdir. Tasarlanan antenler üretilmiş ve ölçümleri yapılmıştır. Ölçümler ile benzetim sonuçları kıyaslandığında sonuçların birbirleriyle tutarlı oldukları gözlemlenmektedir.