Optik saydam antenler


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÇAĞLAR KAYA

Danışman: Barış Akaoğlu

Özet:

Optik olarak saydam antenler, sağlık, otomotiv ve sanayi uygulamalarındaki kritik rollerinden dolayı yüksek talep görmektedir. Literatürde ilk kez, optik olarak saydam antenlerde çoklu sandviç yapıların kullanılması yoluyla, optik saydamlık ve anten performansı arasındaki ilişki araştırılmaktadır. Bu tez kapsamında dikdörtgen yama anten olarak tasarlanan ve polikarbon alttaşlar üzerine üretilen üç adet saydam çok katmanlı anten yapısı sunulmuştur. Çok katmanlı yapıları, TiOx, SixNy ve ZnAlOx katmanları arasına sandviçlenmiş Ag katmanlarından oluşmaktadır. Çok katmanlı yapıların üretimi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile doğrulanmıştır. 550 nm dalga boyunda, bir, iki ve üç kat Ag için sırasıyla %85, %73 ve %68 optik saydamlık değerleri elde edilmiştir. Antenlerin saçılma parametreleri (S11)ve ışıma desenleri ölçülmüş ve benzetim çalışmaları yapılmıştır. Üç katmanlı Dielektrik/Metal/Dielektrik sandviç yapısına sahip anten için; tepe kazancı 3,013 dBi, yönemliliği 8,072 dBi ve verimliliği %37,5 olarak elde edilmiştir. Ölçümler ile benzetimler arasındaki uyum ve elde edilen anten performansları, yenilikçi saydam anten tasarımımızı doğrulamaktadır. Tez kapsamın da ikinci bir çalışma olarak Ku-bant aralığında çift negatif (DNG) kırılma indisine sahip metamalzeme yapıları tasarlanmıştır. Yapılar, 1,6 mm kalınlığında FR4 alttaş üzerine 34 μm bakır kalınlığında desenlerden oluşmaktadır. İletim/Yansıma hattı yöntemini kullanılarak WR62 dalga kılavuzu ile saçılma parametreleri ölçülmüştür. Saçılma parametrelerine ait genlik ve faz değerleri kullanılarak elektrik geçirgenlik ve manyetik geçirgenlik değerleri Nicolson-Ross-Weir (NRW) algoritması ile hesaplanmıştır. ANSYS HFSS programı kullanılarak benzetim çalışması yapılmıştır. Saçılma parametrelerine bakıldığında rezonans değerleri sırası ile tasarım-1 için 16.5 GHz'de, tasarım-2 için 15.2 GHz'de ve tasarım-3 için ise 15.5 GHz'de gerçekleşmektedir.