Çolak, ŞulePalandöken, MerihGençoğlan, Duygu Nazan2025-01-062025-01-062023https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=S2eMu1TIwY_v4mYv58xAr7MoBe43PRO_oIITOMnIECgiDWNkNqIu0AebZbURFIgZhttps://hdl.handle.net/20.500.14669/72Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Elektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Bilim DalıNesnelerin İnterneti (IoT) ve Beşinci Nesil (5G) ağlarının bir araya gelmesi, kompakt cihazlarda ve yoğun ağ ortamlarında verimli anten tasarımlarına olan ihtiyacı artırmıştır. Bu tez, özellikle 6 GHz altı uygulamalara odaklanarak frekansı yeniden yapılandırılabilir metamalzeme tabanlı antenlerin derinlemesine incelenmesini sunmaktadır. Bu çalışmada temel amaç, metamalzeme yapılarının özelliklerinden faydalanan, kompaktlık ve frekans yeniden yapılandırılabilirliği sağlayan yeni anten tasarımları geliştirmektir. Kapsamlı bir literatür taraması yoluyla tez, metamalzeme tabanlı antenlerin ve Bölünmüş Halka Rezonatörü (SRR) yapılarının IoT ve 5G bağlamlarında anten performansı üzerindeki etkilerini incelemektedir. Çalışma, frekansı yeniden yapılandırılabilir antenler için yeni tasarımlar önermekte ve incelemektedir. Tasarımlar, SRR'ler dahil olmak üzere çeşitli rezonatörleri birleştirmekte ve antenlerin elektriksel uzunluğunu değiştirmek için PIN diyotları, SPDT anahtarları ve bakır yol değişiklikleri gibi farklı anahtarlama mekanizmalarını kullanmaktadır. Geri Dönüş Kaybı, Işıma Deseni ve Işıma Verimliliği gibi önemli anten parametreleri 6 GHz altı aralıkta analiz edilmektedir. Önerilen frekansı yeniden yapılandırılabilir antenlerin prototipleri de deneysel olarak test edilmektedir. Simülasyon ve deneysel sonuçlar, önerilen tasarımların etkinliğini doğrulayarak önemli ölçüde boyut küçültme, yüksek verimlilik ve dinamik frekans uyarlanabilirliği ortaya koymaktadır. Böylece bu çalışma, frekans yeniden yapılandırması, kompaktlık ve ışıma verimliliği açısından kablosuz haberleşme sistemlerindeki önemli boşlukları gidermektedir.The convergence of the Internet of Things (IoT) and Fifth Generation (5G) networks has increased the need for efficient antenna designs in compact devices and dense network environments. This thesis presents an in-depth investigation of frequency reconfigurable metamaterial-based antennas, focusing particularly on applications below 6 GHz. The main purpose in this study is to develop novel antenna designs that utilize the properties of metamaterial structures, achieving compactness and frequency reconfigurability. Through an extensive literature review, the thesis examines the effects of metamaterial-based antennas and Split Ring Resonator (SRR) structures on antenna performance within the IoT and 5G contexts. The study proposes and investigates novel designs for frequency reconfigurable antennas. The designs incorporate diverse resonators, including SRRs, and employ different switching mechanisms such as PIN diodes, SPDT switches, and copper path alterations to modify the electrical length of the antennas. Significant antenna parameters such as Return Loss, Radiation Pattern and Radiation Efficiency are analyzed in the sub-6 GHz range. Prototypes of the proposed frequency reconfigurable antennas are also tested experimentally. The simulation and experimental results validate the efficacy of the proposed designs, demonstrating significant size reduction, high efficiency, and dynamic frequency adaptability. Thus, this study addresses the important gaps in wireless communication systems in terms of frequency reconfiguration, compactness and radiation efficiency.eninfo:eu-repo/semantics/openAccessElektrik ve Elektronik MühendisliğiElectrical and Electronics EngineeringDoctoral Thesis1361832364