MATLAB ile Mühendislik #21 | Mikroşerit Yama Anten: Elle Tasarım, S11 ve 3B Desen

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Wi-Fi modemin içindeki bakır dikdörtgen neden tam o boyutta? Bu derste 2.4 GHz FR4 yama antenin genişliğini, boyunu ve 50 ohm besleme noktasını elle hesaplıyor, Antenna Toolbox ile tam dalga çözümde sınıyoruz; S11, bant genişliği, 3B desen ve akım dağılımı da var. Soru: 2.4 GHz, εr = 4.4, h = 1.6 mm FR4. W = 62.46 × 0.6086 = 38.01 mm. εeff = 2.7 + 1.7 × 0.8151 = 4.0857 (alanın bir kısmı havada). Kenar uzaması ΔL = 0.739 mm, boy L = 30.90 − 1.478 = 29.42 mm. Hızlı kontrol L ≈ 0.49 λ0/√εr: εr 2.2–10.2 ve h ≤ 0.02 λ0 taramasında en çok %2.1 sapar, h = 0.05 λ0'da %11. Kenar direnci 1/(2 G1) = 197.23 Ω; cos² ile içeri kaydırınca 50 Ω merkezden 4.94 mm'de. design(patchMicrostrip, f0) hava dielektrikli yama kurar: 59.96 × 78.07 mm, elle L ile fark %1.18. Tarama: rezonans 2.385 GHz, S11 −23.05 dB, −10 dB bandı ızgaradan %1.05, ara değerle %1.39: yama dar bantlıdır. Desen tepesi 10.08 dBi, iki yarık modeli 9.71 dBi; boy doğrultusunda ufukta 36.29 dB'lik sıfır fiziksel (iki kenar yarım dalga aralıklı). Akım boy yönünde 12 kat baskın, ortada büyük. Elle FR4 tasarımı tam dalgada 2.25 GHz'te −9.25 dB ve 27.68 + 15.75j Ω verir (50 MHz'lik 6 noktalı kaba tarama): G12 ihmal edildi, prob ve sonlu yer düzlemi modelde yok. Formül başlangıçtır. Ekrandaki her komut ve sayı MATLAB R2026b'de gerçekten çalıştırıldı. Bu derste: 1. Yama anten modeli: yarım dalga rezonatör, iki yarık 2. Genişlik W ve etkin dielektrik εeff 3. Kenar uzaması ΔL ve boy L; L ≈ 0.49 λ0/√εr kısayolunun sınırı 4. Kenar direnci ve cos² ile 50 Ω besleme noktası 5. design ve patchMicrostrip: tam dalga tasarım (hava dielektrik) 6. impedance ile S11 ve −10 dB bandı; ızgara ve ara değer farkı 7. pattern ile 3B desen, ufuk sıfırı; current ile akım dağılımı 8. Elle FR4 tasarımını tam dalgada sınamak Bölümler: 0:00 Problem: modemdeki bakır dikdörtgen 0:40 Kaynak kitap ve kapsam 1:06 Model: yarım dalga ve iki yarık 1:50 Örnek 1: genişlik 2:43 Etkin dielektrik sabiti 3:35 Kenar uzaması, boy ve hızlı kontrol 4:55 Örnek 2: 50 ohm besleme noktası 6:21 Örnek 3: design ile tam dalga yama (3B) 7:14 S11 ve bant genişliği 8:18 3B desen ve ufuk sıfırı 9:05 Akım dağılımı 9:35 Örnek 4: elle FR4 yama tam dalgada 10:35 Ne yaptık? 10:56 Kural ve sıradaki konu Gerekli MATLAB eklentileri: Antenna Toolbox 26.2 (MATLAB R2026b): patchMicrostrip, design, dielectric, impedance, pattern, current. physconst temel MATLAB'da değil (eklentilerle gelen ortak kitaplık; yoksa c = 299792458 yazılabilir). linspace, vecnorm, min, max, tic, toc temel MATLAB. Kaynak kitap: Constantine A. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3. baskı (John Wiley & Sons, 2005), Bölüm 14 Microstrip Antennas (iletim hattı modeli: W, εeff, ΔL, L, G1, Rin, cos² besleme). Konu sırası ve notasyon kitaptan; sistem, sayılar, animasyonlar ve örnekler özgündür. Her sonuç MATLAB'dan bağımsız bir Python denetimiyle doğrulandı. Anlatım yapay zekâ sesiyle (Gemini) seslendirildi; ders kurgusu, örnekler ve MATLAB çalıştırmaları özgündür. Hedef kitle: elektrik-elektronik ve haberleşme mühendisliği öğrencileri. Ön koşul: anten temelleri (yönlülük, desen), iletim hattı ve empedans uyumu; MATLAB'da temel komutlar.

Bu videoyu izlemek için Premium üyelik gerekir.