Geniş bantlı dielektrik lens antenlerin reflektör beslemesi olarak kullanılması

Abstract

Teknolojinin gelişmesi ile antenlerin kullanım alanları da artmış, antenler günlük hayatımızda vazgeçilmez bir konuma ulaşmıştır. Haberleşme amaçlı kullandığımız telefonlarımızdan tutun, uzay teleskoplarına, uydu haberleşmesinden tutun aracımızdaki radyoya kadar birçok alanda antenler kullanılmaktadır. Antenlerin yüksek kazanç ve düşük kayıp ile çalışmaları istenmekle beraber daha az yer kaplamaları, kurulum kolaylığı gibi özellikler de hedeflenmektedir. Parabolik reflektör antenlerin yüksek düzeyde yönlendirici huzme ve çok düşük yan lob seviyesi sağlama yetenekleri, uydu uygulamalarında onları en sık tercih edilen çözümler haline getirmektedir. Tezin ilk bölümünde reflektör antenler kısaca tanıtılmış, özellikleri hakkında bilgi verilmiştir. Tezin ilerleyen bölümlerinde reflektör beslemesi olarak horn, dairesel simetrik lens anten ve düzlemsel lens anten kullanılmıştır. Horn ve dairesel simetrik lens anten, faz merkezlerindeki kararlılık ve E-H düzlemlerinde neredeyse aynı ışıma karakteristiği göstermelerinden dolayı reflektör beslemesi olarak sıklıkla tercih edilmektedir. Düzlemsel dielektrik lens anten iki düzlemde farklı ışıma özelliklerine sahiptir. Bir düzlemde yelpaze huzme diğer düzlemde ise kalem huzme ışıması yapmaktadır. Bu sebeple, reflektör beslemesi olarak kullanılması durumunda hangi düzleme göre tasarım yapılacağı sorunu önem teşkil etmektedir. Aynı zamanda faz merkezi konumu, frekans değişimine bağlı olarak yüksek oranda değişmektedir. Düzlemsel dielektrik lens antenin reflektör besleme anteni olarak kullanılması durumunda faz merkezi konumundaki bu farkın neden olduğu tasarımsal problemler tez çalışmasında incelenmiştir. Tez çalışmasında reflektör anten sistemindeki eksenel odaklanamama ve astigmatizme bağlı faz hatası kayıpları hesaplanmıştır. Reflektör sistemlerinde, besleme anteninin reflektörün önünde bulunması o noktaya dalganın iletimini engellemektedir. Bu durum blokaj etkisine bağlı ışıma kayıpları yaratmaktadır. Tez çalışmasında, blokajın ışıma üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Tasarımlar CST (Computer Simulatoion Technology)’ de koşturulmuş ve simülasyon sonuçları Kirchoff’ un skaler formülasyonu analitik metodu ile doğrulanmıştır. Işının aldığı yol GO (Geometrik Optik) metodu ile takip edilerek reflektör sistemindeki ışın hareketi ayrıca incelenmiştir.