Dairesel yarık halka rezonatör metamalzemelerin anten kazancına etkisinin incelenmesi

Metamalzemeler, negatif elektriksel geçirgenliğe ve manyetik geçirgenliğe sahip yapay yapılardır. Radyo Frekansı sektöründe birçok farklı alanda tercih edilmektedir. Yapılan modellemeler doğrultusunda farklı karakteristik özelliklere sahip tasarımlar ortaya çıkmaktadır. Yapılan bu tez çalışmasında ilk aşamada numerik olarak hesaplanarak 8 GHz merkez frekansta çalışan bir mikroşerit anten tasarımı yapılmıştır. Yapılan tasarımda dielektrik malzeme olarak FR-4 malzeme tercih edilmiştir. Daha sonrasında optimizasyon çalışmaları ile istenilen tasarım tamamlanmıştır. Mikroşerit anten tasarımının tamamlanmasıyla bir sonraki aşamada anten uygulamalarında da tercih edilen Dairesel Yarık Halka Rezonatör tasarımı yapılmıştır. Yapılan bu tasarım 7.7 GHz - 8.3 GHz frekans aralığında negatif elektriksel geçirgenlik ve manyetik geçirgenliğe sahiptir. Dairesel Yarık Halka Rezonatör yapısında mikroşerit anten tasarımında da olduğu gibi FR-4 dielektrik malzeme kullanılmıştır. Yapılan metamalzeme tasarımı ile 6×7 bir yapı oluşturulup mikroşerit anten ile arasında 6 mm olacak şekilde analiz edilmiştir. Projenin özgün yanını da yansıtan 6×7 yapıya zemin düzlemi optimizasyonu yapılmıştır. Yapılan optimizasyon ile en yüksek anten kazancı 2.5 mm uzunluğunda bakır yapılar eklenmesiyle meydana gelmiştir. Yapılan optimizasyon ve analiz sonuçlarında mikroşerit antenin kazancı yaklaşık 2.04 dBi'den 3.02 dBi'ye yükselmiştir. Gerçekleştirilen analiz ve optimizasyon çalışmaları CST Microwave Studio programı kullanılarak yapılmıştır. Yapılan bu tasarım ve optimizasyon çalışmaları ile, metamalzeme ve zemin düzlem yapılarının kullanılmasının mikroşerit antenin geri dönüş kaybı, duran dalga oranı, kazanç, ışıma örüntüsü gibi anten parametrelerinin etkisi analiz edilmiştir. Literatürde birçok metamalzeme yapısının anten uygulamalarına etkisi üzerine çalışmalar bulunmaktadır. Yapılan araştırmalarda, metamalzeme yapısındaki zemin düzleminin anten kazancına etkisi üzerine ek bir çalışma bulunmamaktadır. Ancak yapılan bu tez çalışması ile metamalzemelerin anten uygulamaları konularında zemin düzlemi optimizasyonunun sağlanmasıyla anten kazancında artış meydana gelebileceği ifade edilmiştir. Özellikle teknolojik gelişmelerle birlikte anten tasarımları üzerine çalışmaların artarak devam edeceği düşünülmektedir. Bu tez çalışmasının ileride yapılacak metamalzeme ve anten tasarımlarına önemli bir katkı sağlayacağı öngörülmektedir.