TARIFNAME ULTRA-GENIS BANT VE YUKSEK POLARIZASYON SAFLIGINA SAHIP ANTEN Mevcut bulus, ultra-genis bantli ve genis tarama hacimli olan anten dizileri ile ilgilidir. Onceki Teknik Ozellikle radar, elektronik-harp, haberlesme gibi askeri ve sivil alanlarda, veri iletisimi, görüntüleme ve kbreltme uygulamalarinda anten yapilari kullanilmaktadir. Bahsedilen antenler, kullanim alanina ve kullanim amacina göre farkli ebat ve sekillerde olabilmektedir. Anten yapilari, tek bir anten elemani içerebilecegi gibi çok sayida anten elemanini içeren bir anten dizisi formunda da olabilmektedir. Anten dizileri, sistem karmasikligini artirmakla birlikte ayarlanabilir ve çevik huzme olusturma imkani saglamalari nedeniyle özellikle askeri uygulamalarda tercih edilmektedir. Anten dizi tasarimlarinda özellikle çoklu oktav frekans bant genislikleri ve 45° üzeri huzme tarama açilari gereksinimi durumunda vivaldi, antipodal, balanced-antipodal, bunny-ear vb. anten elemanlari yaygin olarak kullanilmaktadir. Her ne kadar bahsedilen anten dizisi yapilari genis frekans bandi ve tarama hacmi saglasa da, bahsedilen anten dizilerdeki anten elemanlarinin, dizilimin yapildigi düzleme dik eksendeki (uzunluk ekseni) boyutlari elektriksel olarak büyük olmaktadir. Bu durumda elemanlarinin uzunluk ekseninde olusan akimlar polarizasyon safligini düsürmekte hatta beklenen polarizasyona dik polarizasyonlarin (polarizasyon esleme verimi: 0) olusmasina neden olmaktadir. Bilinen teknikteki uygulamalarda, bahsedilen polarizasyon safligi düsüsü probleminin çözümü için anten elemanlarinin uzunluk eksenindeki boyutlari kisaltilmaktadir. Ancak bu durum, saglanabilecek azami frekans bant genisligini sinirlandirmaktadir. Bu sebeple anten elemani boylarinin degistirilmesi ile hem genis frekans bandi hem de yüksek polarizasyon safligi ayni anda saglanamamaktadir. Bahsedilen problemin çözümü için teknikte bilinen bir diger uygulama da anten elemanlarinin çift polarizasyonlu olarak yerlestirilmesidir. Ancak çift polarize uygulamalarda anten dizisinin, RF ve kontrol alt sistemlerinin tasarimi ve üretimi karmasiklasmakta, dolayisi ile nihai sistemin boyut, agirlik, güç tüketimi ve maliyeti artmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulusla, genis frekans bandi, genis tarama hacmi ve yüksek polarizasyon safliginin bir arada saglandigi bir anten dizisi gelistirilmektedir. Bahsedilen anten dizisi, en az bir toprak panelini; bahsedilen toprak paneli üzerinde karsilikli olan konumlandirilmis olan en az iki anten elemanini; bahsedilen anten elemanlari arasinda yer alan ve toprak panelinden disari dogru uzanan en az bir çikintiyi içermektedir. Mevcut bulusla gelistirilen anten dizisinde anten elemanlari arasinda konumlandirilan çikinti, özellikle anten elemanlarinin boyutlari sebebiyle yüksek frekanslar ve çapraz eksenlerde huzme taramasi sonucu uyarilan akimlar, dalga kilavuzu ve oyuk (cavity) modlari ile etkileserek polarizasyon safligi düsümünü engellemektedir. Böylelikle bahsedilen anten dizisi, hem yüksek bant genisligini hem de polarizasyon safligini bir arada saglayabilmektedir. Bulusun Amaci Mevcut bulusun amaci, ultra-genis frekans bandi (çoklu-oktav) ve genis tarama hacmine sahip, frekans bandi boyunca ve tüm huzme tarama açilarinda polarizasyon safligi yüksek bir anten dizisi gelistirmektir. Sekillerin Açiklamasi Mevcut bulusla gelistirilen anten dizisinin uygulama örnekleri ekli sekillerde gösterilmis olup bu sekillerden; Sekil 1; gelistirilen anten dizisinin bir perspektif görünüsüdür. Sekil 2; gelistirilen anten dizisinde yer alan bir anten elemaninin bir perspektif görünüsüdür. Sekil 3; gelistirilen anten dizisinde yer alan bir çikintinin bir perspektif görünüsüdür. Sekil 4; gelistirilen anten dizisinin bir alternatif uygulamasinda bahsedilen çikintinin bir yandan görünüsüdür. Sekil 5; gelistirilen anten dizisinin bir baska alternatif uygulamasinda bahsedilen çikintinin bir yandan görünüsüdür. Sekil 6; gelistirilen anten dizisinin bir diger alternatif uygulamasinda bahsedilen çikintinin bir yandan görünüsüdür Sekil 7; gelistirilen anten dizisinin ayri bir alternatif uygulamasinda bahsedilen çikintinin bir perspektif görünüsüdür. Sekillerdeki parçalar tek tek numaralandirilmis olup bu numaralarin karsiliklari asagida verilmistir: Anten elemani Toprak paneli (2) Sogurucu katman (3) Bulusun Açiklamasi Çesitli askeri ve sivil alanlarda, veri iletisimi, görüntüleme ve köreltme uygulamalarinda farkli ebat ve sekillerde olabilen anten yapilari kullanilmaktadir. Ozellikle ayarlanabilir ve çevik huzme gereksinimi durumunda dizi formundaki antenler kullanilmaktadir. Geleneksel uygulamalarda, bahsedilen dizi formundaki antenlerde genis frekans bandi ve tarama hacmi ile birlikte yüksek polarizasyon safligi saglanamamaktadir. Bu sebeple mevcut bulusla, genis frekans bandi ve tarama hacmi ile birlikte yüksek polarizasyon safliginin da saglandigi bir anten elemani ve dizisi gelistirilmektedir. Vivaldi, antipodal, balanced-antipodal, bunny-ear vb. anten elemanlari ile olusturulan genis frekans bantli ve tarama hacimli anten dizilerinde polarizasyon safligini düsüren iki temel mekanizma vardir. Bunlardan birincisi ve en 'önemlisi elektriksel boyutu büyük anten elemanlarinin (1) uzunluk ekseninde olusan istenmeyen akim bilesenleridir. Bir diger önemli mekanizma da dogrusal anten siralarinin olusturdugu periyodik paralel levhalarin ve toprak panelinin (2) olusturdugu oyuk yapilarinin belli bir frekansin üzerinde istenmeyen özkiplerinin (eigenmodes) uyarilmasidir. Istenmeyen özkip uyarim baslangiç frekansi anten tipi, kullanilan malzemeler ve boyutlarina bagli da olsa yapinin tamaminin mükemmel iletken oldugu varsayimi ve sadece anten siralari arasindaki mesafe (d) kullanilarak hesaplanan paralel-levha özkip baslangiç frekanslari oldukça isabetli sonuçlar verebilmektedir. Yukarida verilen denklemde c0 ortamdaki isik hizini temsil etmektedir. Denkleme göre anten siralari arasindaki mesafeler dalga boyunun yarisi ve katlarina ulastiginda paralel- levha modlari uyarilabilmektedir. Mevcut bulusla gelistirilen ve örnek görünüsleri sekil 1-7'de verilen anten dizisi, tercihen metal formdaki en az bir toprak panelini (2); bahsedilen toprak paneli (2) üzerinde karsilikli olan konumlandirilmis olan en az iki anten elemanini (1); bahsedilen anten elemanlari (1) arasinda yer alan ve tercihen bahsedilen anten elemanlarina (1) paralel bir biçimde toprak panelinden (2) disari dogru uzanan en az bir çikintiyi (4) içermektedir. Anten siralari arasina yerlestirilen çikintilar (4), hem antenlerin uzunluk eksenlerinde olusan akimlarla etkilesime girmekte, hem de antenler arasi bosluklarin olusturdugu paralel-levha ve oyuk özkiplerinin uyarim baslangiç frekanslarini yükseltmektedir. Çikintilarin bahsedilen etkileri sayesinde genis frekans bandi ve tarama hacmi boyunca polarizasyon safliginin bozulmasi engellenebilmektedir. Bulusun örnek bir uygulamasinda, mevcut bulusla gelistirilen anten dizisi, sekil 1'de gösterildigi gibi 10x10 anten elemanlarini (1) içermektedir. Bu uygulamada, karsilikli konumlandirilmis her iki anten elemani (1) arasinda bahsedilen toprak panelinden (2) disari dogru uzanan tercihen iletken formdaki bir çikinti (4) yer almaktadir. Burada, bahsedilen çikintilar (4) tercihen, sadece toprak paneli (2) ile elektriksel baglanti içermekte olup anten elemanlari (1) ile herhangi bir elektriksel baglanti içermemektedir. Böylelikle, anten dizisinin tasariminin ve üretiminin basit olmasi, ayni zamanda anten elemanlarinin modüler olmasi saglanmaktadir. Bulusun tercih edilen bir uygulamasinda bahsedilen çikinti (4), sekil 2-6'da gösterildigi gibi bir plaka formundadir. Burada, bahsedilen çikinti (4) dikdörtgen prizma, yuvarlatilmis köseli dikdörtgen prizma veya ikizkenar yamuk gibi çesitli formlarda olabilmektedir. Alternatif bir uygulamada ise bahsedilen çikinti (4) sekil 7'de gösterildigi gibi bir eliptik koni veya bir kesik koni formunda da olabilmektedir. Bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda bahsedilen çikinti (4), toprak paneli (2) ile tümlesik bir yapidadir. Alternatif bir uygulamada ise çikinti (4), toprak paneline (2) baglanabilen harici bir eleman yapisindadir. Genel olarak çikintilar (4) ile anten elemanlari (1) arasindaki mesafe mekanik entegrasyona engel olmayacak sekilde mümkün oldugu kadar küçük seçilmelidir. Çikinti (1) sekli de mekanik üretim ve entegrasyonu kolaylastiracak sekilde sekil 2-7'de gösterilen alternatifler veya bu alternatiflerin varyasyonlari seklinde seçilebilir. Bununla birlikte çikintilarin (4) sekli, boyutlari, konumlari ve yerlesim sikligi belirlenirken anten dizisinin çikintilari (1) da içeren ve periyodik tekrarlanan birim hücreleri üzerinde özkip analizi yapilmali ve baslangiç frekanslarinin çalisma bandinin mümkün oldukça üzerinde kaldigi gözlenmelidir. Mevcut bulusla gelistirilen anten dizisinde, özellikle çok genis bant genislikleri saglanmasi istendiginde, bahsedilen çikintinin (4) sekline, ebatlarina, anten elemanlari (1) ile arasindaki mesafeye bagli olarak istenmeyen özkipler uyarilabilmekte ve anten dizisinin performansinda belli frekans ve tarama açilarinda düsüsler yasanabilmektedir. Bu problemin çözümü için bulusun tercih edilen bir baska uygulamasinda bahsedilen anten dizisi, toprak panel (2) üzerinde yer alan en az bir sogurucu katmani (3) içermektedir. Bahsedilen sogurucu katman (3), tercihen toprak panelin (2) çikintiyi (4) içeren yüzeyini tamamen kaplamaktadir. Böylelikle, istenmeyen modlarin uyarilmasi engellenebilmektedir. Bahsedilen sogurucu katman (3), düsük iletkenlikli metal, elastomer veya köpük tabanli bir malzemeyi içerebilmektedir. Mevcut bulusla gelistirilen anten dizisinde, anten elemanlari (1) arasinda konumlandirilan çikintilar (4) vasitasiyla, özellikle anten elemanlarinin (1) boyutlari sebebiyle yüksek frekanslarda olusan polarizasyon safligini düsümü engellenmektedir. Böylelikle bahsedilen anten dizisi, genis frekans bandi ve tarama hacmi ile birlikte polarizasyon safligini da saglayabilmektedir. TR TR TR TR TR TR TR TR TR TR