Proje Hakkında
Bu proje, İstanbul Medipol Üniversitesi Uygulamalı Mikrodalga Mühendisliği dersi kapsamında geliştirilmiştir. Amaç, 1575 MHz (GPS L1 Bandı) frekansında çalışan, tek bir FR-4 alt tabaka üzerinde tasarlanmış bir alıcı/verici (RX/TX) mikroşerit yama anten çifti oluşturmaktır.
Tasarım, CST Studio Suite kullanılarak simüle edilmiş ve optimize edilmiştir. Antenler, üretim maliyetini düşürmek ve entegrasyonu kolaylaştırmak amacıyla LPKF makinesi ile üretime uygun hale getirilmiştir.
Teknik Özellikler
- Çalışma Frekansı: 1575 MHz
- Alt Tabaka (Substrate): FR-4 (Dielektrik Sabiti: 4.3, Kalınlık: 1.6mm)
- Bant Genişliği: ≥ %2
- Geri Dönüş Kaybı (S11): -45.375 dB (1.5752 GHz'de mükemmel uyum)
- İzolasyon (S21): -29.06 dB (Sinyal karışmasını önler)
- Yönlülük (Directivity): 6.255 dBi
- Besleme Yöntemi: Çeyrek Dalga (Quarter-Wave) Dönüştürücü ile 50Ω hat
Tasarım ve Simülasyon Süreci
Anten boyutları teorik hesaplamalarla belirlenmiş ve simülasyon ortamında optimize edilmiştir. Yama genişliği yaklaşık 50mm, uzunluğu ise 44.38mm olarak hesaplanmıştır. İmpedans uyumunu sağlamak için 50Ω'luk besleme hattı ile anten arasına çeyrek dalga dönüştürücü yerleştirilmiştir.
Üretim ve Ölçüm Sonuçları
Anten tasarımı LPKF ProtoMat cihazı kullanılarak FR-4 alt tabaka üzerine başarıyla üretilmiş ve Rohde & Schwarz ZNB 8 Vektör Ağ Analizörü (VNA) ile test edilmiştir.
Simülasyon vs. Gerçek Ölçüm
Üretilen antenin ölçüm sonuçları (VNA) ile CST Studio simülasyon verileri aşağıdaki tabloda karşılaştırılmıştır:
| Parametre | Simülasyon (CST) | Ölçüm (VNA) | Fark / Yorum |
|---|---|---|---|
| Rezonans Frekansı | 1.5752 GHz | 1.5549 GHz | ~%1.3 kayma (Kabul edilebilir) |
| S11 (Return Loss) | -45.38 dB | -22.90 dB | Çok iyi uyum (-10dB altı başarılıdır) |
| S22 (Return Loss) | (Simetrik Tasarım) | -38.23 dB | Mükemmel uyum |
| S12 (İzolasyon) | -29.06 dB | -26.17 dB | Yüksek izolasyon korundu |
*Frekans kaymasının temel nedeni FR-4 malzemenin dielektrik sabitindeki (epsilon_r) küçük değişimler ve üretim toleranslarıdır. Ancak -22dB geri dönüş kaybı ile anten oldukça yüksek performansla çalışmaktadır.
VNA Ölçüm Ekranları
