Anten, elektromanyetik dalgalar gönderebilen ve alabilen sistemlerdir. Belli frekans değerlerinde, haberleşme için kullanılır. Bir antenin ana işlevi, radyo dalgalarını iletmek ve almaktır. Antenler farklı tip ve şekiller mevcuttur. Örneğin, TV izlemek için evlerin çatısında yer alan küçük antenler veya kilometrelerce uzaklıktaki sinyali yakalayan büyük antenler olabilir. Mikroşerit anten, 1970’li yıllarda çalışması yapılan, 1980’li yıllarda ise ilk örneklerinin üretilmeye başladığı bir anten çeşididir. Mikroşerit anten, dielektrik yüzeyin üzerine bir iletken malzeme kazınarak şekillendirilir.
Mikroşerit yama anten olarak da bilinen bu antenin zemin düzlemine, tüm yapıyı destekleyen dielektrik malzeme monte edilir. Bu antene yapılan uyarma, yamaya bağlı besleme hatları ile sağlanabilir. Genellikle, bu antenler 100 MHz’in üzerinde frekansa sahip mikrodalga frekans uygulamalarında kullanılan düşük profilli antenler olarak kabul edilir. Antenin mikro şeridi/yaması, analiz ve üretim kolaylığı için dikdörtgen, kare, eliptik ve dairesel olarak seçilebilir. Bazı mikroşerit antenler dielektrik substrat kullanmazlar, ancak dielektrik ara parçaları olan bir zemin düzlemine monte edilen metal bir yama ile yapılırlar. Bu nedenle, ortaya çıkan oluşum daha az güçlüdür, ancak bant genişliği daha geniştir.
Mikroşerit anten yapımı, son derece ince bir metalik şerit yardımıyla, dielektrik bir malzeme arasındaki bir zemin düzlemine yerleştirilerek yapılabilir. Burada dielektrik malzeme, şeridi zemin düzleminden ayırmak için kullanılan bir substrattır. Bu anten uyarıldıktan sonra, dielektrikte üretilen dalgalar yansımalara uğrar ve metal yama kenarlarından yayılan enerji çok düşüktür. Bu anten şekilleri, dielektrik malzeme üzerinde düzenlenmiş metalik yama şekli ile tanımlanır.
Genel olarak, şerit/yama ve besleme çizgileri alt tabakanın yüzeyine photo etch edilir. Kare, dipol, dikdörtgen, dairesel, eliptik gibi farklı mikroşerit anten şekilleri vardır. İmalattaki kolaylık nedeniyle genelde, dairesel, kare ve dikdörtgen şekilli yamalar kullanılıyor.
Mikroşerit antenler, dielektrik substratın üzerinde çeşitli yamalardan oluşan bir grupla da oluşturulabilir. Mikroşerit antenine uyarmak için tek veya çok sayıda besleme hattı kullanılır. Böylece mikroşerit eleman dizilerinin varlığı daha iyi yönlendirme, yüksek kazanç ve düşük parazitli artan iletim aralığı sağlar.
Mikroşerit Anten Çalışması
Mikroşerit anten nedir? Öğrendiğimize göre mikroşerit antenin çalışma prensibi konusuna da değinelim. Akım, bir besleme hattı boyunca devam ederek, mikroşerit anten şeridine ulaştığında elektromanyetik dalgalar üretilir. Böylece yamadaki bu dalgalar, genişlik tarafından yayılmaya başlar. Bununla birlikte, şerit kalınlığı çok küçük olduğunda, alt tabakada üretilen dalgalar şerit kenarından yansıtılacaktır. Uzunluk boyunca sabit şerit yapısı radyasyon emisyonuna izin vermez.
Mikroşerit anteninin düşük yayılma kapasitesi, yalnızca mağazalar, iç mekan konumları veya yerel ofisler gibi küçük mesafelere sahip dalga iletimlerini kapsamaya izin verir. Dolayısıyla bu verimsiz dalga iletimi, çok geniş bir alanda merkezi bir bölgede kabul edilemez. Genellikle, yarım küre kapsama alanı, montajdan uzakta bir mesafede 30⁰ – 180⁰ açıda bir yama anteni tarafından verilir.
Mikroşerit Anten Özellikleri
Mikroşerit anten özellikleri şunlardır:
- Rezonans frekansı 1.176 GHz’dir.
- Mikroşerit anteninin frekans aralığı, 2.26 GHz ila 2.38 GHz arasındadır.
- Substratın dielektrik sabiti 5.9’dur.
- Dielektrik substratın yüksekliği 635um’dur.
- Besleme yöntemi bir mikroşerit hattı beslemesidir.
- Kayıp teğeti 0.0012’dir.
- İletken gümüştür.
- İletkenin kalınlığı 25um’dur.
- Bant Genişliği ± 10 GHz’dir.
- Kazancı 5dB’nin üzerindedir.
- Eksenel oranı 4dB’nin altındadır.
- Geri dönüş kaybı 15dB’den daha iyidir.
Mikroşerit Anten Çeşitleri
1. Mikroşerit Yama Anten
Bu tip antenler, bir şerit veya yama Anteni içeren bir dielektrik malzeme aracılığıyla zemin seviyesinde bir metal yamanın düzenlendiği düşük profilli antenlerdir. Düşük radyasyona sahip son derece düşük boyutlu antenlerdir. Bu anten, dielektrik substratın bir yüzüne yayılan bir yama içerir ve diğer tarafta bir zemin düzlemi vardır.
Genellikle yama, altın veya bakır gibi iletken malzemeden yapılır. Sadece PCB üzerinde imal edilerek, mikroşerit yöntemiyle oluşturulabilir. 100 MHz’den daha yüksek frekansa sahip mikrodalga frekans uygulamalarında kullanılır.
2. Mikroşerit Dipol Anten
Mikroşerit dipol anten, ince bir mikroşerit iletkendir ve alt tabakanın gerçek kısmına yerleştirilir. Zemin düzlemi olarak bilinen bir yüzünde tamamen metal ile kaplanır. Bu antenler bilgisayarlar ve WLAN düğümleri gibi dijital iletişim cihazlarında kullanılır. Antenin genişliği küçüktür, bu nedenle WLAN sisteminin giriş noktasında kullanılabilir.
3. Mikroşerit Baskılı Yuva Anten
Mikroşerit baskılı yuva anten, her iki yönde radyasyon desenleriyle antenin bant genişliğini artırmada önemli bir rol oynar. Bu antenin hassasiyeti normal antenlere göre düşüktür. Bu antenler, alt tabakaya geri ve yamanın üzerinde sağlanan yuva eksenine dikey olarak düzenlenmiş bir besleme hattına sahiptir.
4. Mikroşerit Hareketli Dalga Anteni
Microşerit hareketli dalga anteni, esas olarak TE bağlantısını desteklemek için yeterli genişliğe sahip uzun bir mikroşerit hattı ile tasarlanmıştır. Bu tür mikroçip antenleri, ana ışının yan tarafından ateşe kadar herhangi bir rotada yer alacağı şekilde tasarlanmıştır.
Mikroşerit Antenin Avantajları
- Çok küçüktür.
- Ağırlığı azdır.
- İmalat prosedürü basittir.
- Küçük boyutu ve hacmi nedeniyle kurulumu çok kolaydır.
- Diğer cihazlara kolayca entegre olur.
- Çift ve üçlü frekans işlemleri yapabilir.
- Güçlü yüzeylerin üzerinde yüksek miktarda sağlamlık sağlar.
- Üretmek, özelleştirmek ve değiştirmek kolaydır.
- Basit ve düşük maliyetli bir yapıya sahiptir.
- Doğrusal ve dairesel polarizasyon elde edilebilir.
- Monolitik mikrodalga IC’leri ile uyumludur.
- Bant genişliği, dielektrik malzemenin genişliğini artırarak genişletilebilir.
Mikroşerit Antenin Dezavantajları
- İletken ve dielektrik kayıpları nedeniyle verimliliği düşüktür.
- Yüksek bir çapraz polarizasyon radyasyonuna sahiptir.
- Güç taşıma kapasitesi düşüktür.
- Daha az empedans bant genişliğine sahiptir.
- Bu antenin yapısı beslemelerden ve diğer bağlantı noktalarından yayılır.
- Çevresel faktörlere karşı son derece hassas performans gösterir.
- Daha fazla iletken ve dielektrik kaybına sahiptir.
Mikroşerit Antenin Kullanım Alanları
- Mikroşerit antenler, füzeler, uydular, uzay araçları, uçaklar, kablosuz iletişim sistemleri, cep telefonları, uzaktan algılama ve radarlar gibi birçok farklı alanda kullanılır.
- Füzelerde, iletişim anteni olarak kullanılır.
- Küçük boyuta sahip olmaları nedeniyle, mikrodalga ve uydu iletişim uygulamalarında kullanılır.
- Mikroşerit antenlerin GPS uygulamalarında kullanılması oldukça avantajlıdır. Araçlarda ve denizcilerin takibinde kolaylık sağlar.
