Kablosuz haberleşme sistemleri için akıllı anten ve yansıtıcı yüzey tasarımları

Önceleri sadece sesli iletişim ve mesajlaşma için kullanılan kablosuz haberleşme teknolojileri çeşitlenen ve artan kullanıcı talepleri doğrultusunda sürekli gelişmektedir. Günlük hayatta kullandığımız birçok cihazın akıllı hale gelmesiyle birlikte nesnelerin interneti (Internet of Things, IoT) kavramı ortaya çıkmıştır. Akıllı nesnelerin kablosuz haberleşmede oluşturdukları yük katlanarak artmaktadır. Buna mobil kullanıcı sayısının artması ve araçların mobil ağları kullanması da eklenince mevcut kablosuz haberleşme altyapıları ihtiyaçları karşılamada yetersiz kalmaktadır. Yeni nesil kablosuz haberleşme sistemleri ile daha yüksek hızlarda, daha düşük gecikmeyle, daha geniş kapsama alanlarında daha güvenli haberleşmenin sağlanmasıyla birlikte bu sorunların çözülmesi hedeflenmektedir. Yeni nesil kablosuz haberleşme sistemleri için tasarlanan akıllı yansıtıcı yüzeyler (Intelligent Reflecting Surface, IRS) pahalı donanımlar gerektirmeden, düşük enerji tüketimiyle daha çevre dostu bir çözüm önerisi sunmaktadır. IRS'ler, alıcı ve vericilerde hiçbir donanımsal veya yazılımsal değişikliğe gerek olmadan sadece alıcı ve vericilerin bulunduğu ortamlara yerleştirilerek kullanılmaktadır. Dolayısıyla; RF spektrumunda oluşan veri trafiğini azaltması, IoT ağlarda veri ve enerji aktarılması, sinyalin ulaşmadığı noktalara sinyalin ulaştırılması, konumlandırma problemlerinin çözülmesi gibi birçok konuda umut vaad etmektedirler. Bu tez çalışmasında ilk olarak kablosuz bağlantı alanı (Wireless Fidelity, Wi-Fi) ağlarının çalışma frekansları olan 2.4 GHz'de ve 5 GHz'de çalışan iki adet mikroşerit anten tasarlanmıştır. Daha sonra PIN diyot kullanılarak uyarlanabilir frekans seçici iki farklı mikroşerit anten tasarımı sunulmuştur. Son olarak 2.4 GHz frekans bandında çalışan; varaktör diyotlar, mikrodenetleyiciler ve 3x4 yansıtıcı elemandan oluşan; gelen sinyallerin faz açılarını değiştirebilen bir IRS üretilmiş ve tasarıma ait sonuçlar paylaşılmıştır.