1

NDEKLER

Sayfa

ZET ................................................................................................................ 1

NSZ ............................................................................................................. 2

1.ANTEN NEDR?............................................................................................3

1.1.Antenlerin Genel alma Prensibi...............................................................3

1.2.Antenden elektromanyetik enerjinin uzaya yayl...4

1.3. Antenlerin snflandrlrmas.4

1.4.Antenlerde bulunan nemli zellikler ...............5

1.5.Anten sistemindeki kayplar .....................6

2. YAG-UDA DZ ANTENLER.............7-8-9

3. PROJENN YAPIMI..9

3.1 Kullanlan Malzemeler .................9

3.2. Tasarm Hesaplamalar.............. 10

3.3.Sonu ............................................................. 10

4.KAYNAKA ............................................................................................... 11

5.PROJENN FOTORAFI.12

2

ZET

Kurum :KOU, Mhendislik Fakltesi, Elektronik ve Haberleme Mhendislii Blm

Konu Bal : 800mhz-500mhz YAG-UDA Anten Tasarm

Hazrlayan : Demet Bozat

Danman : Do. Dr. Gonca akr

Tr ve Yl : Dnem Projesi, 2014

Sayfa Adedi : 12

Antenler elektromanyetik dalgalarn yaylp yakalanmasna yarayan aletlerdir. Genelde demir

ya da alminyum trevi maddelerden yaplrlar bunun sebebi dardan gelen frekans iletmesini

kolaylatrmaktr.

Antenle ilgili ilk isim Gugielmo Marconi isimli bir bilim adamdr 1906 senesinde ilk

almalar meyvesini vermitir. lk olarak telgrafa dair bir alet yapmaya alsalarda zamanla anten

teknolojisi gelimitir.

Alc ve verici olarak kullanlan anten dalga boylarnn eit olmas sayesinde frekanslarn daha

net anlalmasn salar. Frekanslar ykseldike antenin boyutunda da klme olur ev iindeki

karmak verici yaps da deiir.

Anten eitlerinden biri olan YAG-UDA anten radar wireless sistemlerine, TV alclarna ve

glendirmelere kadar bir ok alanda hayatmzda yer alan nemli bir alettir.

3

NSZ

Yagi-Uda anteni kelime olarak ilk bata bana yabanc gelse de, aslnda ok zevkli bir proje

setiimi rendim. Nasl yapacam diye sorarken malzemeler iin sanayiye gideceimi duydum. Bir

bayan olarak sanayi kulaa biraz korkutucu gelmiti. Ama beni cesaretlendiren hocam Gonca akr

oldu. Yanma bir erkek arkadam alp gittim. Bu mhendislik maceras ile hayatmda ilk defa

sanayiye de gitmi oldum. Orada alan tm ii ve esnaflara bana olan yardmlarndan dolay ok

teekkr ediyorum. Hem maddi hem de manevi yardmlar olmutur.

Projemde anten iskelesi iin pvc su borusu kullanmak istemitim. Ama onunla ilem yapmak

bir hayli zor oldu. Malzeme seimlerimde ve anteni yapmamda bana yardmc olan arkadalarma da

ayrca teekkr ediyorum.

4

ANTEN NEDR?

Anten, elektronikte, bolukta yaylan elektromanyetik dalgalar toplayarak bu

dalgalarn iletim hatlar ierisinde yaylmasn salayan (alc anten) veya iletim hatlarndan

gelen sinyalleri bolua dalga olarak yayan (verici anten) cihazlardr.

Antenler dalga boylarna gre boyutlanp ekillenir ve genellikle dalga boylarna gre

adlandrlrlar.GSM,wireless,radyo ve tv yaynlar,kablosuz anons

sistemleri,telsizler,radarlar,bluetooth cihazlar gibi uzun ya da ksa mesafe eriimli tm

sistemler birer anten sistemine sahiptir.

Fiziki olarak anten, bir ya da birka kondktrden oluan dzenektir.zerine

uygulanan enerjiyi manyetik alan enerjisi olarak ortama yayan anten ayn zamanda bunun tam

tersi biimdede alr.

lk anten rneklerinin Heinrich Hertz tarafndan 1888 ylnda James Clerk Maxwell'in

teorisini olan elektromanyetik dalgalarn varln kanlamak amacyla yapld

bilinmektedir.Hertz ilgili alma ve izimlerini Annalen der Physik und Chemie (vol. 36,

1889)eserinde yaynlamtr.

Antenler Omni-directional yani her yne ve Directional yani belirli bir yne doru

alma ya da gnderme yapan antenler olarak ana gruplara ayrlrlar.eitli amalara gre yn,

kazan ve ebat gibi konular dikkate alnarak en uygun anten sistemi kullanlr. Antenlerin

boylar kilometrelerden milimetrelere kadar geni bir yelpazeye sahiptir.

Antenlerin genel alma prensibi:

Alternatif akmn bir iletkenden geerken elektromanyetik alan meydana getirmesi ile

ilgilidir. Paralel iki iletkenin meydana getirdii elektromanyetik alanlar, birbirlerinin

tesirlerini yok ederler. Bu duruma mani olmak iin antenler hususi ekilde ayarlanm bir ift

iletkenden imal edilirler.

Elektronik zellikleri asndan anten, seri rezonans devresine edeerdedir. Seri

rezonans devresinde en fazla akm rezonans frekansndan geer. Akmn fazla olmas, anten

etrafndaki elektromanyetik alann fazla olmas demektir. Dalga boyu ile yaylan

elektromanyetik enerjinin frekans arasnda u bant vardr:

C/f= l

Bu formlde, l (Lamda) yaylan enerjinin dalga boyunun metre cinsinden deeri; C,

k hz (3.108 m/s); f ise Hertz cinsinden frekans deerini ifade eder.

En fazla elektromanyetik enerji antenin boyu dalga boyuna eit olduunda yaylr.

Dk frekanslarda kullanlan antenler daha basit ve yapm kolaydr. Buna karlk boylar

byk olur. Frekans ykseldike antenler klr; fakat karmak bir hal alr ve yapm

zordur.

5

Antenden, elektromanyetik enerjinin uzaya yayl:

Alternatif akm, yn ve iddeti zamana gre deien bir akmdr. Yani antenin boyu

dalga boyuna eit olduundan antenin bir ucu zamanla hem art (+) hem de eksi (-)

olmaktadr. Bu durumda, antendeki akm da bir ileri, bir geri doru akmaktadr. Elektron ak

eksiden artya doru iken, elektriki alan artdan eksiye dorudur.

Antende akm ortada en fazla, ularda (ak devre olduundan) sfrdr. Buna karlk

gerilim ularda en fazla, ortada sfrdr.

Antenler teoride u be kritere gre snflandrlrlar:

1. Kullanlma ekli: Alc, verici;

2. Kullanlma yeri: Radyo, TV, radyoteleskopi v.b.;

3. Fiziki ekil: Parabolik, Vi vb.;

4. Yayn yn: Omnidireksiyonel (Her yne dnk), direktif (tek yne dnk);

5. Yayn frekans: VHF, UHF vb.

Pratikte ise antenler iki ana blmde incelenirler:

1. eyrek dalga antenleri (Markoni anteni): Uzunluu drtte bir dalga boyunda olan

antenlerdir. Dier drtte birlik ksmlar ise topraktan tamamlanr. Antenin zellii ksa

olmas ve tanabilen verici ve alclarda kullanlmasdr. Antende meydana gelen elektriki ve

manyetik alanlar yarm dalga antenin ayndr. Fakat 1/4lk ksm toprak altnda imi gibi

devresini tamamlar. Anten giri direnleri yaklak 36 ohm civarndadr. Genellikle dikey

olarak kullanlrlar.

2. Yarm dalga antenleri (Hertz anteni): Bu antenler yarm dalga uzunluundadr. Genlik

modlasyonlu alc ve vericilerde kullanlr. Yerden olduka yksee yatay olarak kurulurlar.

Bunlar orta ve yksek frekanslarda geni kullanma alanlar bulurlar. Yksek frekanslarda

dikey olarak da kullanlabilirler.

Yarm dalga antenleri ok yerde kullanldndan baz ilaveler yaplarak deiik tipte yarm

dalga antenler gelitirilmitir. Bunlardan en nemlisi birok TV yaynlarnda kullanlan

Dipol antendir.

Dipol anten: Ortadan beslemeli yarm dalga boyunda bir antendir. Frekans modlasyonlu

6

FM/UKW alc ve vericilerde de yaygn olarak kullanlr. Yatay ve dikey olarak kullanmak

mmkndr.

Dipolun empedans 73 ohmdur. Antenin kalnl arttka dipolun empedans azalr. Antenin

giri ular arasndaki mesafe arttka empedans artar.

Katlanm dipol: Katlanm dipol antenin uzunluu bir tam dalga boyundadr. Empedans

yaklak 300 ohm kadardr. Antenin yapld iletkenin ap (d), iletkenlerin eksenleri

arasndaki mesafe (a) arttka empedans azalr. Giri ular arasndaki mesafe (s) arttka

empedans artar.

Yagi dizisi: Katlanm dipolle birlikte iki veya daha fazla elemana sahib olan diziye ok

elemanl yagi dizisi denir. En basit dizi; elemanl bir yanstc, bir dipol ve bir

ynlendiriciden meydana gelir. Diziye ilave edilen elemanlar genellikle ynlendirici

elemandr ve dipole belirli mesafelerde yerletirilir. Bu elemanlar antenin kazancn arttrr,

fakat yn nem kazanr. Yani, dizinin al yn tek yndr, yanstc, gelen sinyali esas

antene yanstr.

Antenlerde bulunan nemli zellikler:

Yn: stenen en nemli zelliklerinden biri olup, yaynn olduu dorultu ile ilgilidir.

zellikle yksek frekansta ve ynlendirilmi vericilerde, alc anteni verici antenine doru

olmaldr.

G: Antene gelen sinyallerin kayba uratlmadan alcya tam gle nakledilmesi, antenin

direnci, antenle alcy birbirine balayan iletken(transmisyon) hattn, direnci ve alcnn giri

direncinin birbirine eit olmas ile mmkndr. Eer bu elemandan (yani anten direnci,

iletkenin direnci, alcnn giri direnci) biri dierine uymuyorsa, araya empedans (elemann

alternatif akma kar gsterdii diren) ayarlayc transformatrler koymak gerekir.

Polarizasyon: Yaynlanan dalgann polarizasyonu elektriki alann hareket yn olarak tarif

edilir. Elektriki alan toprak yzeyine dik olarak hareket ediyorsa dikey polarizasyonlu anten

denir. Elektriki alan toprak yzeyine yatay olarak hareket ediyorsa buna da yatay

polarizasyonlu anten denir.

Verici anteni yatay polarizasyonlu ise alc antenin de yatay kurulmas gerekir. Aksi

takdirde verimli bir al yaplamaz. Dk ve orta frekanslarda dikey polarizasyonlu antenler

kullanlr. nk yerden yansyan dalgalar da bu durumda i grmektedir. Yksek frenkansta

ise yatay polarizasyon tercih edilir. Sebebi ise, tabii ve kayna insan olan grlt ve

parazitlerden daha az etkilenmesidir. VHF (ok yksek frekans) ve UHF (ultra yksek

7

frekans)da yatay veya dikey polarizasyon yeterli gelmektedir. Dikey polarizasyonlu bu

antenlerde, dier istasyonlarn karmalar daha az olur. 100 MHzin altndaki frekanslarda

dikey polarizasyonlu antenler daha faydal olmaktadr. Engebeli arazide daha ok dikey

polarizasyon etkilidir. Yatay polarizasyonda antenin yerden ykseklii ok nemli deildir.

zellikle frekans modlasyonlu ve puls (darbe) modlasyonlu sinyallerin yaylmasnda yatay

polarizasyon ok kullanlr.

Anten sistemindeki kayplar:

1. Antene yakn olan bina, aa, da ve benzeri maddeler antenden alnan enerjinin bir

ksmn emerler. Bu elemanlar zellikle antenin u ksmndan uzak tutulmaldrlar.

2. Antenden yaylan g, antenin yayn direnci (antenin yaylan frekansa gsterdii diren) ile

orantldr ve akmnn karesi ile yayn (radyasyon) direncinin arpmna eittir. (I2a.Rr).

Antenin yayn direncini azaltan tesirler, yaylan faydal gc de azaltr.

3. Antende s olarak harcanan kayp g vardr. Bu da antenin omik direnci denilen (doru

akma kar gsterdii diren) direnle anten akmnn karesinin arpmna eittir. (I2a.Ro).

Bu diren ne kadar kk olursa boa harcanan enerji de o kadar az olur.

4. Bir ucu toprakl antenlerde iyi topraklama yaplmadnda da kayplar meydana gelir.

Bunun iin topraklamann, byk bakr levhalar topraa gmerek yaplmas gerekir.

5. Anten yaknlarndaki iletken yzeyler antenden kan enerjiyi antene geri yanstr. Bu

sebeple anten, mmkn olduu kadar metal at ve binalardan, direklerden uzak

bulundurulmaldr.

6. Anteni yaltan izolatrler, elektrik akmn mmkn olduu kadar az geirmelidir. Tam

yaltkan yoktur, her yaltkan belli frekans ve voltajda bir sznt akm geirir. Rutubetli

havalarda izolatr kayplar artar. Bu sebeple iyi cins yaltkanlar kullanlmaldr. En iyi

yaltkan iyi porselendir.

7. Anten etrafndaki hava, yksek voltaj tesiriyle iyonize olarak antenden topraa akm

geirir. Buna krona kayb denir. Antenin uzunluu arttka ular arasndaki voltaj fark

azalr.

Her tip antenin kendine gre faydal ve zararl taraflar vardr. Bu sebeple ilim

adamlar almalar yaparak ok deiik tipte (fakat temeli yukarda anlatlan iki esas tipte

olmak zere) antenler gelitirmilerdir. Radar antenleri, parabolik antenler, horn antenler

bunlara misaldir. Antenin boyunu uzatmak iin antene seri bobin; boyunu ksaltmak iin ise

seri kondansatr balanr. Bunlar ayarl yaplarak, anten uzunluu hassas olarak

ayarlanabilir.

8

YAG-UDA DZ ANTENLER

Tek bir anten yerine anten dizileri kullanarak daha yksek kazanlar elde etmenin

mmkn olduu bilinmektedir. Klasik anlamdaki dizilerde genellikle elemanlarn hepsi

aktiftir yani dorudan doruya bir besleme devresine baldr. Ancak, basitletirilmi baz

dizilerde ele manlardan sadece bir ksm besleme devresine balanr ve bunlar parazitli dizi

olarak adlandrlr. Dorudan besleme devresine bal olmayan ve parazit ad verilen

elemanlar aktif elemanlarn yaknalan kuplaj ile uyarlr.Paralel dipollerden oluan bir

parazitli dizi ise Yagi-Uda anteni olarak bilinir. Bu antenler basitlii ve yksek kazanc ile

tannmaktadr.

Yagi-Uda antenleri zerinde ilk almalar 1926 ylnda Japonya'da Shintaro Uda ve Prof. H. Yagi tarafndan aplmtr. Maliyeti dk ve rzgar direnci kk olan bu antenler boyuna Ima yapar. Genellikle VHF-UHF bantlarnda (30 MHz-3 GHz) kullanlr., yaps gerei dar bandl olduundan ounlukla tek kanal TV anteni olarak kullanlmaktadr. Ancak band geniliini artrabilmek iin birok yaklamlar ileri srlmektedir. Burada Yagi-Uda anteni orijinal haliyle yani dar bandl olarak tantlacak.

Yagi- Uda antenler, yksek kazan gerektiren, vericiden uzak yerleim blgelerinde

veya sadece birka kanaln

alnmas istenen durumlarda yaygn olarak kullanlmaktadr. Temelde elemandan oluan

Yagi-Uda anteninde bir aktif dipol, genellikle bir katlanm yarm dalga dipol,bir

yanstc ve bir de ynlendirici bulunur. Byle elemanl bir diziden elde edilebilecek

maksimum kazan 9 dB civarndadr. Aktif dipol ile yanstc ve aktif dipol ile ynlendirici

arasndaki en uygun aralk 0,5 ile 0,25 dalgaboyu mertebesindedir. Aktif dipole gre

ynlendirici % 5 daha ksa ve yanstc da % 5 daha uzun yaplr.

Yagi-Uda dizilerini elemanl halden genelletirebilmek amacyla deneysel ve teorik

birok almalar yaplmtr. Bunlarn sonucunda birden fazla yanstcnn ok az bir iyileme

salad ancak ynlendirici saysnn artrlasyla kazancn da artt bulunmutur. Genel bir

Yagi-Uda dizisi ekil la'da gsterilmitir. Ynlendiriciler zerindeki akmlarn aktif dipol

tarafndan uyarld ve dipolden uzaklatka endklenen akmn iddetinin giderek azalaca

dnlrse, belirli bir saydan sonra daha fazla ynlendirici eklemenin kazanta yarataca

artn ok kk olaca kolayca anlalr. ekil 1 b'den de grld gibi ynlendirici says

bei getikten sonra kazan erisi doyuma yaklamaktadr.

Yagi-Uda antenin davran zellikleri toplam eleman saysna olduu kadar

elemanlarn yarap, uzunluu ve elemanlar arasndaki uzaklk gibi tm geometrik

deikenlere baldr. Teorik olarak bu deikenlerin hepsini ayr ayr deitirerek en uygun

zm aranabilir, ancak byle bir problemin gerekte zmn bulmak mmkn deildir.

Bu nedenle aratrmalarda deikenlerden bir veya birka iin sabit bir deer alnr ve dier

parametreler deitirilerek nmerik olarak en uygun zm aranr. Tablo 1 byle bir durumu

gstermektedir, burada eleman aralklar ile dipol ap iin sabit bir deer alnm ve alt

9

deiik dizi iin ynlendirici uzunluklar verilmitir. Her durumda aktif dipol bir katlanm

yarm dalga dipoldr ve uzunluu da tasarm frekansnda minimum duran dalga oran verecek

ekilde ampirik olarak ayarlanr. Tasarm frekans belirlenirken de, Y agi-Uda dizisinin band

genilii simetrik olmadndan ve bandn yksek frekans ksmnda kazan hzla

dtnden, VHF iin kanaln st frekans snrnn % 1 alt ve UHF iin ise kanaln merkez

frekans alnr. Tablo 1'de gsterildii gibi alt dizi iin de yanstc ile aktif dipol arasndaki

uzaklk 0,2X, eleman ap 0,0085X alnm ve ynlendiricilerin hepsi eit aralkl olarak

yerletirilmitir. C.A.Chen ve D.K. Cheng 1973 ylnda sonulandrdklar bir almada alt

elemanl bir dizi iin nmerik uygunluu salam ve eit aralkl bir diziye kyasla kazancn

% 57 daha iyi olduunu, ayrca band geniliinin daha dar ve radyasyon diyagramndaki yan

kulaklarn daha kk olduunu bulmulardr. Bundan da anlalaca zere Y agi-Uda

antenleri iin tek bir zm yoktur, genellikle amaca, istenen kazan deerine ve piyasada

bulunan malzemeye gre tasarm yaplmaldr.

Tablo 1. Y agiUda dizisinin tasarm parametreleri;dipol ap 0,0085A ve yanstc ile

aktif dipol arasndaki uzaklk 0,20X olarak alnmtr.

10

PROJENN YAPIMI

Kullanlan Malzemeler

1. Aliminyum ubuklar

2. Aliminyum levha

3. Plastik tek sral korni

4. BNC Jack

5. Koaksiyel Kablo

6. U ivisi

7. Elektrik band

8. Silikon yaptrc

11

Tasarm Hesaplamalar

=600/(800+500)=46,1cm

D= 21,6 cm

KD = 43.3 cm

R = 22.1 cm

DR1 = 20.7cm DR2= 20.5 cm DR3 = 20.3 cm DR4 = 20 cm

DR5 = 19.8 cm DR6 = 19.6 cm DR7 = 19.3 cm

a= 11.5 cm b = 7 cm c = 14 cm d = 7 mm

Sonu

nternette yaptm aratrmalar sonucu anten omurgas olarak plastik kullanlmas

nerilmi. Bende ilk olarak pvc su borusunu kullanmay denedim. Ama pvc su borusuyla

ilem yapmak projenin kendisinden daha zordu. Daha sonra korni kullanabileceimi

dndm. Sanayide yaptrdm alminyum levhay korniin krdm yerinden geirdim.

Yine sanayide yaptrdm ubuklar u ivisi yardmyla belirlediim aralklarda yerletirdim.

Daha sabit olabilmesi iin silikon yaptrc ile yaptrdm. Koaksiyel kablonun canl ucunu

bilgi alverii iin saa topra da sola sabitledim. Kablonun dier ucuna BNC jack taktm.

Bylece projem tamamlanm oldu.

12

KAYNAKLAR

http://tr.wikipedia.org/wiki/Anten_%28elektronik%29

http://www.turkcebilgi.com/anten

http://www.emo.org.tr/ekler/2ca5dd156cc926b_ek.pdf?dergi=170

http://hbogm.meb.gov.tr/modulerprogramlar/kursprogramlari/elektrik/moduller/yerelantenyapi

mi.pdf