Antenna Parameter

1. Temel Anten Parametreleri
OMÜ, 2020

2. İçerik
• Işıma deseni
– Işın genişliği
• Kutuplanma
– Doğrusal
– dairesel, elips biçimli: sağ el, sol el kutuplanma
• Etkin alan, Ae
• İletişim sistemi + anten → thevenin eşdeğeri
– En yüksek güç aktarımı

3. Temel Anten Parametreleri
• Işıma deseni
• Işıma güç yoğunluğu
• Işıma Şiddeti
• Işın genişliği
• Yönlendirme
• Sayısal yöntemler
• Anten etkinliği
• Kazanç

4. Işıma Deseni
• Genlik
• Faz
• Kutuplanma, v.b.
Gibi parametrelerin
açısal koordinatların
(ɵ,ϕ) bir fonksiyonu
olarak matematiksel
ve grafiksel gösterimi
By Constantine A Balanis, 2016, Chapter 2
Fundamental Papameters

5. Örnek (Balanis 2.2)
• 𝒫𝑜𝑟𝑡 = 𝑎𝑟𝐴0
𝑠𝑖𝑛𝜃
𝑟2 → 𝑃𝚤ş𝚤 = ?
• 𝑃𝚤ş𝚤 =
𝑃𝚤ş𝚤 =

6. Örnek (Balanis 2.3)
• 𝒫𝑜𝑟𝑡 = 𝑎𝑟𝐴0
𝑠𝑖𝑛2𝜃
𝑟2 → 𝑃𝚤ş𝚤 = ?
• 𝑃𝚤ş𝚤 =

7. Işın Genişlikleri: YGIG, İSIG
YGIG= 28.65º
İSIG= 65º
En yükseğe oranlanmış alan
Desen (doğrusal ölçek)
Doğrusal ölçek
Constantine A Balanis, 2016, Chapter 2 Fundamental Parameters

8. Bir antenin en yükseğe oranlanmış ışıma şiddeti
şöyle veriliyor;
Şunları bulunuz:
a. YGIG (radyan ve derece olarak)
b. İlk sıfırlar arası ışın genişliği (İSIG)
Örnek (Balanis 2.4)

9. a) U (ɵ) güç desenini temsil eder YGIG için
fonksiyon maksimumunun yarısına eşitlenir
Bir kaç denemeden sonra
U (ɵ) fonksiyonu maksimum etrafında simetrik
olduğu için
𝑌𝐺𝐼𝐺 = 2𝜃𝐻 = 28.65° ≈ 0.5 𝑟𝑎𝑑𝑦𝑎𝑛
Çözüm:

10. Çözüm
b) İlk sıfırlar arası ışın genişliğini (İSIG) bulmak için
fonksiyon SIFIR a eşitlenir;
U (ɵ) fonksiyonu maksimum etrafında simetrik
olduğu için
İ𝑆𝐼𝐺 = 2𝜃𝑛 = 60° =
𝜋
3
𝑟𝑎𝑑𝑦𝑎𝑛

11. Bir Düzlemde Eş-
Yönel
(Omnidirectional)
Yan ışınsız
Yan ışınlı

12. Omnidirectional Desenler
Yönlendirme
McDonald
𝐷0 =
101
𝑌𝐺𝐼𝐺 ° − 0.0027 𝑌𝐺𝐼𝐺 °
Pozar
𝐷0 = −172.4 + 191 0.818 +
1
𝑌𝐺𝐼𝐺 °

13. YGIG (º)
Yönlendirme
(dB)
Yönlendirme
(doğrusal) Tam ve Yaklaşık Yönlendirmeler

14. Örnek: YGIG=90º olan bir düzlemde eş-yönel anten
anten tasarlanmak isteniyor. Gereken n ve
yönlendirmeyi (D) belirleyiniz.
Çözüm:
𝐷 𝑡𝑎𝑚 çö𝑧ü𝑚 =
4𝜋𝑈𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑃𝚤ş𝚤
=
3
2
Pışı=Umaks

15. Örnek: U(ɵ,ϕ)=sin3(ɵ) -> yönlendirme ?
Pışı=
Pışı=
Pışı=

16. Örnek: 𝑈 =
𝐵0𝑐𝑜𝑠4
𝜃 0 ≤ 𝜃 ≤ 𝜋 2
0 𝜋 2 ≤ 𝜃 ≤𝜋
Pışı=?
Çözüm:
• 𝑃𝚤ş𝚤
𝑃𝚤ş𝚤

17. U Pışı D
İzotropik 𝐴0 4𝜋𝐴0 1
Çok küçük
dipol
𝐴0 sin2 𝜃 8𝜋
3
𝐴0
3
2
sin2 𝜃
λ/2 dipol 𝐴0 sin3 𝜃 3𝜋2
4
𝐴0
1.67 sin2 𝜃
Bir anten 𝐴0 sin 𝜃 𝜋2𝐴0 4
𝜋
sin 𝜃
Özet

18. Gerçeklenen Kazanç, Gg
𝐺𝑔 𝜃, 𝜙 = 𝑒0𝐷 𝜃, 𝜙 = 𝑒𝑟𝑒𝑐𝑑𝐷 𝜃, 𝜙
𝐺𝑔 𝜃, 𝜙 = 1 − Γ𝑔𝑖𝑟
2
𝑒𝑐𝑑𝐷 𝜃, 𝜙
Burada,
𝑒0: toplam anten etkinliği
𝑒𝑟 = 1 − Γ𝑔𝑖𝑟
2
: Yansıma etkinliği
𝑒𝑐𝑑 = 𝑒c𝑒𝑑: Işıma etkinliği
𝑒𝑐: iletkenlik etkinliği
𝑒𝑑: yalıtkan etkinliği

19. Kutuplanma

20. Kutuplanma
• Doğrusal – yere göre -> dikey, yatay
• Dairesel
– Saat yönünde (Sağ El)
– Saatin tersi yönde (Sol el)
• Elips biçimli (Eksen oranı)
– Saat yönünde (Sağ El)
– Saatin tersi yönde (Sol el)

21. Doğrusal Kutuplanma
Gerekli ve yeter koşullar:
• Bir bileşen
– 𝐸𝑥0 ≠ 0, 𝐸𝑦0 = 0; or 𝐸𝑥0 = 0, 𝐸𝑦0 ≠ 0
veya
• Faz farkının π‘nin tam katları olduğu iki bileşen
– 𝐸𝑥0 ≠ 0, 𝐸𝑦0 ≠ 0
∅𝑥 − ∅𝑦 = ∆∅ = ±𝑛𝜋 , 𝑛 = 0,1,2, . . .
• Yatay mı dikey mi kutuplanma kullanılmalı?

22. • Doğrusal – dikey, yatay
• Dairesel
– Saat yönünde (Sağ El)
– Saatin tersi yönde (Sol el)
• Elips biçimli (Eksen oranı)
– Saat yönünde (Sağ El)
– Saatin tersi yönde (Sol el)
Kutuplanma
*: !!! alıcıya göre Sağ El -> vericiye göre Sol El
https://en.wikipedia.org/wiki/Circular_polarization
Alıcıya göre*

23. Kutuplanma – Sağ El? Sol El?
• Alıcıya göre - baş parmak kaynağa doğru
doğrultulur;
• Vericiye göre - baş parmak kaynaktan
uzaklaşacak biçimde uzatılır;
• Diğer dört parmak 𝐸 nin dönüş yönünü
gösterir
– Bir gösterimde göre (Sağ El) diğer gösterimde (Sol
El) olur
*: !!! alıcıya göre Sağ El -> vericiye göre Sol El
https://en.wikipedia.org/wiki/Circular_polarization

24. Dalganın Dönüşü
Kutuplanma Elipsi
Büyük eksen küçük eksen
Dalga dönüş
animasyonu
https://en.wikipedia.org/wiki/Ci
rcular_polarization

25. Dairesel Kutuplanma
Gerekli ve yeter koşullar:
• Birbirine ve dalganın ilerleme yönüne dik iki
bileşen
• İki bileşenin genlikleri aynı 𝐸𝑥0 = 𝐸𝑦0
• İki bileşen arasındaki faz farkı 90º nin tek katları
olmalı
∅𝑥 − ∅𝑦 = ∆∅ = ±
1
2
+ 𝑛 𝜋 , 𝑛 = 0,1,2, . . .
+: saat yönü (sağ el)
-: saatin tersi yön (sol el)

26. Elips Biçimli Kutuplanma
Gerekli ve yeter koşullar:
• Birbirine ve dalganın ilerleme yönüne dik iki
bileşen
• İki bileşenin aynı genlik olmaları gerekmez ya da
aralarındaki faz farkı 90º nin tek katları olmak
zorunda değil
𝐸𝑥0 ≠ 𝐸𝑦0 , ∅𝑥 − ∅𝑦 = ∆∅ ≠ ±
𝑛𝜋
2
, 𝑛 = 0,1,2, . . .
𝐸𝑥0 = 𝐸𝑦0, ∆∅ = ±
1
2
+ 𝑛 𝜋 , 𝑛 = 0,1,2, . . . dairesel
• 𝐸𝑘𝑠𝑒𝑛𝑂𝑟𝑎𝑛𝚤 =
𝑏ü𝑦ü𝑘 𝑒𝑘𝑠𝑒𝑛
𝑘üçü𝑘 𝑒𝑘𝑠𝑒𝑛
=
𝑂𝐴
𝑂𝐵
1 ≤ 𝐸𝑂 ≤ ∞

27. Elips Biçimli Kutuplanma
Büyük eksen küçük eksen

28. Kutuplanma Kayıp Çarpanı (PLF)
𝑃𝐿𝐹 = 𝜌𝑤 ∙ 𝜌𝑎
2
= cos 𝜑𝑝
2
0 ≤ 𝑃𝐿𝐹 ≤ 1
𝑃𝐿𝐹 𝑑𝐵 = 10 𝑙𝑜𝑔10 𝜌𝑤 ∙ 𝜌𝑎
2
= 20𝑙𝑜𝑔10 𝜌𝑤 ∙ 𝜌𝑎
−∞ ≤ 𝑃𝐿𝐹 𝑑𝐵 ≤ 0
Sağ el – Sağ el
Sol el – sol el
Sağ el – Sol el
Sol el – sağ el
En
yüksek
En
düşük

29. Verici ve Alıcı Açıklık Antenler
Verici ve Alıcı Doğrusal Antenler
hizalanmış döndürülmüş dik

30. Kaynakça
• Ders kitabı, Balanis.
• Jacops Üniversitesi Anten Ders Notları