GSM-1800 İçin Yarıklı Toprak Düzlemine Sahip Halka Mikroşerit Yama Anten Yapıları Annular Ring Microstrip Patch Antenna Structures with Slotted Ground Planes for GSM-1800 Cihan DÖĞÜŞGEN ERBAŞ Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü İstanbul Yeni Yüzyıl Üniversitesi İstanbul, Türkiye cihan.dogusgen@yeniyuzyil.edu.tr Ali OKATAN Bilgisayar Mühendisliği Bölümü İstanbul Gelişim Üniversitesi İstanbul, Türkiye aokatan@gelisim.edu.tr Özetçe— Bu çalışmada, toprak düzleminde dikdörtgen biçimli dört ve sekiz yarığa sahip iki halka mikroşerit yama anten tasarımı sunulmuştur. İlgili anten yapıları GSM-1800 kullanımına yöneliktir. Saçılma parametreleri, ışıma örüntüleri ve maksimum kazanç değerleri için simülasyon sonuçları sağlanmıştır. Dört ve sekiz yarığa sahip antenlerin oransal bant genişlikleri sırasıyla %9.47 ve %17.70 olarak hesaplanmıştır. Maksimum kazanç değerleri dört ve sekiz yarıklı antenler için sırasıyla 9.78 dBi ve 6.12 dBi olarak bulunmuştur. Rezonans frekansları, bant genişlikleri ve kazanç değerleri açısından her iki anten de GSM-1800 kullanımı için uygun iken ışıma örüntüleri sekiz yarıklı antenin bu uygulama için daha uygun olduğunu göstermektedir. Anahtar Kelimeler — GSM-1800, halka mikroşerit yama anten; yarıklı toprak düzlemi. Abstract—In this study, two annular ring microstrip patch antenna designs with four and eight rectangular slots in ground planes are presented. Antenna structures of interest are intended for GSM-1800 usage. Simulation results for scattering parameters, radiation patterns and maximum gain values are provided. Fractional bandwidths of antennas with four and eight slots are 9.47% and 17.70%, respectively. Maximum gain values are found as 9.78 dBi and 6.12 dBi, respectively. In view of resonant frequencies, bandwidths and gain values, both antennas are suitable for GSM-1800 usage while the results for radiation patterns shows that the antenna with eight slots is more suitable for this application. Keywords — GSM-1800; annular ring microstrip patch antenna; slotted ground plane. I. GİRİŞ Mikroşerit yama antenler, küçük boyutlu, düşük profilli ve kolay üretilebilir olmaları nedeniyle uzun bir süredir kablosuz iletişim sistemlerinde kullanılmaktadır [1]. Mikoşerit yama anten türlerinden bir tanesi halka şeklindeki mikroşerit yama antenlerdir. Bu antenlerin bant genişliği, giriş empedansı ve ışıma örüntüsü gibi karakteristikleri incelenmiş ve çeşitli yapılar farklı çalışmalarda sunulmuştur: Bir çalışmada [2] GPS kullanımına yönelik olarak taban malzemenin her iki tarafına yerleştirilmiş iç içe geçmiş iki halka yama içeren yığılı bir mikroşerit anten sunulmuştur. Kamakshi ve arkadaşları [3], TM11 ve TM21 modlarında çalışabilen L-prob beslemeli halka mikoşerit anten tasarlamışlardır. Bu yapı S, C ve X bantlarında çalışmaktadır. Liang ve arkadaşları [4], farklı boyutlarda ve iç içe geçmiş halka şeklindeki yamalardan oluşan, çalışma frekansları 2100 MHz ve 3600 MHz olan, tek tabakalı, çift bantlı, dairesel polarizasyona sahip bir mikroşerit anten geliştirmişlerdir. Tasarım sırasında kapasitif kuplajlı besleme sağlama amacıyla yay şeklindeki bir şeritten de faydalanılmıştır. Halka şeklindeki mikroşerit yama antenlerde, polarizasyon saflığını veya empedans uyumunu iyileştirmek için genellikle yarıklar ve çentikler kullanılmaktadır [5, 6]. Spesifik olarak yarıkların etkisi çeşitli çalışmalarda incelenmiştir: Singh ve arkadaşları [7] dairesel bir yama anten ile yamasında 4 yarık içeren bir halka mikroşerit yama antenden oluşan geometriyi sunmuşlardır. Bu yapı L, S ve C bantlarında rezonans sağlamaktadır. Lin ve Huang [8], DCS ve GPS kullanımlarına yönelik olarak köşesi kırpılmış bir kare yama anten ile toprak düzleminde 4 yarık içeren halka şeklindeki mikroşerit yama antenden oluşan bir topolojiyi incelemişlerdir. Bao ve Amman [9] ise toprak düzleminde artı şeklinde bir yarık ve halka yama merkezinde ekstra bir dairesel yama bulunduran dairesel polarizasyonlu halka mikroşerit yama anten yapısı geliştirmişlerdir. Bu bildiride toprak düzleminde dikdörtgen biçimli dört ve sekiz yarık bulunduran iki halka mikroşerit anten tasarımına yer verilmiştir. Tasarım aşamaları ile saçılma parametreleri, ışıma örüntüleri ve maksimum kazanç değerlerini içeren simülasyon sonuçları sunulmuş, son olarak da değerlendirmelerde bulunulmuştur. Simülasyonlar Ansoft HFSS programı ile gerçekleştirilmiştir. II. TOPRAK DÜZLEMİNDE DÖRT YARIK BULUNAN HALKA MİKOŞERİT YAMA ANTEN YAPISI Tasarlanan anten yapısı Şekil 1’ de gösterilmektedir. Yarıklı toprak düzlemi kare şeklindedir ve 4 adet dikdörtgen eşbiçimli yarık içermektedir. Dikdörtgen yarıkların kısa kenarı W1, uzun kenarı ise L1 ile gösterilmektedir. Her bir yarık arasındaki açı 553 ELECO 2018, Elektrik-Elektronik ve Biyomedikal Mühendisliği Konferansı 30 Kasım-1 Aralık 2018 978-605-01-1240-5/sk 2018 722