Seramik malzeme tabanlı yansıtıcı dizi anten tasarımı

Alümina yüksek ergime sıcaklığına, dayanıma ve sertliğe sahip seramik esaslı bir mühendislik malzemesidir ve bu özelliklerinden dolayı ileri teknoloji projelerinde uzay sanayinde ve askeri uygulamalarda kullanılmaktadır. Uygulama alanlarından biri olarak, elektronik devre tasarımı için devrelerin taban malzemesinin dielektrik katmanının bu malzemeden üretildiğinden bahsedebiliriz. Her ne kadar ülkemizde elektronik altlık malzeme üretimi yaygın olmasa da, basit, verimsiz ve sinyal kaybı yüksek ürünler üretilmektedir ve üretilen bu malzemeler yüksek performans gerektiren ileri elektronik devre tasarımlarında kullanılamamaktadır. Elektronik altlık olarak istenilen ebatlarda ve kalınlıkta çatlaksız, empüritesiz ve istenilen elektronik özelliklere sahip bir malzeme üretmek oldukça zor bir işlemdir, bu kadar ince bir malzemenin istenilen yüzey özellikleriyle dökmek ve çatlamadan sinterlemek birçok problemi beraberinde getirecektir. Bu tarz ileri teknoloji uygulamalar için yurt dışından, özellikle Amerika, Almanya ve Çin olmak üzere, yüksek performanslı elektronik altlık malzemesi ithal edilmesi gerekmektedir. Ancak "Rogers" firması gibi ileri seviye malzeme üretimi yapan firmaların ürünleri Türkiye ve gelişmekte olan ülkelere tedariki yasaklanmıştır. Proje kapsamında elde edilen sonuçlarla elektronik altlık malzemeye son derece bağımlı olan yansıtıcı dizi antenin (reflectarray) şerit döküm (Dr. Blade) yöntemiyle tasarımı ve gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir. Yansıtıcı dizi antenler genellikle yer uydu haberleşmesi, radar ve benzer frekansta çalışan, anten kazancı yüksek ve boyutu olabildiğince küçük olması gereken bir araçtır. Türkiye'de üretimi yapılmakta olan tek altlık malzeme FR4 (Cam Elyaf) altlık malzemesi olduğundan ve bu malzemenin en fazla 7GHz'e kadar elverişli tasarımlarda kullanılabilen bir malzeme olduğundan, ülkemizdeki imkânlar ile bu tasarımların yapılması mümkün değildir ve tasarımda kullanılması gereken malzemeler yurt dışı menşeli olarak elde edilebilir. Projenin amacı Alümina temelli dielektrik bir altlık malzemenin şerit döküm yöntemi ile hazırlanması ve akabinde tasarım esasları, parametreleri ve modellenmesi ile ilgili çalışmalar yapılarak performansı yüksek, sinyal kaybı düşük, 10GHz ve üzeri frekanslarda çalışma olanağı sağlayacak bir malzemenin üretimi hedeflenmektedir. Anahtar Kelimeler: Alümina, Al2O3, Elektronik devre tasarımı, Dielektrik, elektronik altlık malzeme, modellenme, FR4, Askeri projeler, Yapay Sinir Ağları (YSA), Metaheuristic Algoritmalar