X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi

Muhammet Hilmi NİSANCİ (Sakarya University, Department of Electrical & Electronic Engineering, Sakarya, Turkey)
Şuayb Çağrı YENER (Sakarya Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, Sakarya, Türkiye)
21 14

Proje Grubu: EEEAG Sayfa Sayısı: 73 Proje No: 115E285 Proje Bitiş Tarihi: 01.04.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 13-03-2020

X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi

Öz:
Bu projede, X bandı radar antenleri için dairesel kesitli silindirik metal veya karbon fiber takviyeli üç boyutlu (3D) kompozit frekans seçici yüzey (FSY) kaplama malzemelerinin gelistirilmesi, karakterizasyonu ve bu malzemelerin üretimi konularında çalısmalar yapılmıstır. Bu kapsamda, normal sartlar altında dielektrik özellikleri sebebiyle elektromanyetik (EM) dalgalara geçirgen olan epoksi tutucu malzeme içine ilk olarak süreksiz metal fiber takviye malzemeleri konumlandırılarak FSY?nin çalısma frekansında bant durduran filtre karakteristigi göstermesi saglanmıstır. Daha sonra sonlu uzunluktaki süreksiz takviye malzemeleri arasına sürekli takviyelerin ilave edilmesi ile çalısma frekansında bant geçiren filtre karakteristigine sahip özgün FSY yapısı tasarlanmıstır. Ayrıca, farklı çap ve uzunlukta fiberler beraber kullanılarak metal fiber takviyeli FSY?ler için çok-bantlı filtre karakteristigi elde edilmistir. Projenin ikici asamasında metal takviye malzemeleri yerine sagladıkları üstün mekanik ve elektriksel özelliklerinden dolayı günümüzde kullanımları yaygınlasan karbon takviye malzemelerinin FSY tasarımında kullanılması amaçlanmıstır. Bu kapsamda hem karbon hem de metal fiber takviyeli bant durduran FSY tasarımları gerçeklestirilerek takviye malzeme türünün frekans cevabına etkileri de incelenmistir. Ayrıca karbon takviyeli FSY?nin üretimlerinde kullanılan sertlestiricinin oranı azaltılarak egimli radom yüzey uygulamaları için esnek ve bükülebilir kaplama malzemesi üretilmistir. Proje kapsamında takviye malzemelerinin tutucu malzeme içinde birbirlerine paralel sekilde yerlestirilmeleri ile FSY?lerin fiberler dogrultusunda yüksek mukavemet saglamaları hedeflenmistir. Projenin üçüncü ve son asamasında polarizasyon bagımsız metal tripod takviyeli FSY tasarımları sunulmustur. Çalısmada tasarlanan tüm FSY?lerin prototip üretimleri yapılmıs olup serbest uzay test metodu kullanılarak elde edilen frekansa baglı iletim parametreleri ile bilgisayar tabanlı benzetim sonuçları dogrulanmıstır. Yapılan elektriksel çalısmalara ek olarak, üretimlerde kullanılan takviye malzemelerinin mekanik testleri de gerçeklestirilmistir.
Anahtar Kelime: bilgisayar tabanlı benzetim radom fiber takviyeli yapılar Kompozit frekans seçici yüzeyler

Konular: Mühendislik, Elektrik ve Elektronik
Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1] Al-Joumayly, M. A., Behdad, N. 2010. “Low-Profile, Highly-Selective, Dual-Band Frequency Selective Surfaces With Closely Spaced Bands of Operation”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 58, 4042-8.
  • 1- Experimental Validation of a 3D FSS Designed by Periodic Conductive Fibers Part-2: Band-Stop Filter Characteristic (Makale - Indeksli Makale),
  • [2] Baba, N. H., Awang, Z., Ghodgaonkar, D. K. 2004. “Accuracy Considerations for Dielectric Measurements of Semiconductor Wafers Using Free Space Microwave Measurement System ın 8-13 GHz Range”, in Proceedings of IEEE International RF and Microwave Conference (RFM), Kuala Lumpur, Malaysia, 177-4.
  • 2- Experimental Validation of a 3D FSS Designed by Periodic Conductive Fibers Part-1: Band-Pass Filter Characteristic (Makale - Indeksli Makale),
  • [3] Bai, Z., Zhang, Q., Ju, Y., Tao, G., Jiang, X., Kang, N., Liu, C., Zhang, L. 2016. “Flexible Metamaterial Narrow-Band-Pass Filter Based on Magnetic Resonance Coupling Between Ultra-thin Bilayer Frequency Selective Surfaces”, Journal of Physics D: Applied Physics, 49 (6), 1-8.
  • 3- Investigation of an Optimal Distance Between the Microstrip Patch Antenna and the Surrounding Electromagnetic Bandgap Structure (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
  • [4] Baskey, H. B., Ghai, B., Akhtar, M. J. 2015. “A Flexible, Ultra Thin, Frequency- Selective-Surface Based Absorber Film for the Radar Cross Section Reduction of a Cubical Object”, in Proceedings of IEEE MTT-S International Microwave and RF Conference (IMaRC), Hyderabad, India, 128-4.
  • 4- Parameter Analysis of a Novel Single Layer 3D Band-pass FSS Designed by Combination of continuous and Discontinuous Conductive Rods (Bildiri - Uluslararası Bildiri - Sözlü Sunum),
  • [5] Bayatpur, F., Sarabandi, K. 2008. “Single-Layer High-Order Miniaturized-Element Frequency-Selective Surfaces”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 56, 774-7.
  • [6] Bineli, A. R. R., Peres, A. P. G., JardinI, A. L., Filho, R. M. 2011. “Direct Metal Laser Sintering (DMLS): In technology for design and construction of microreactors”, in Proceedings of 6th Brazilian Conference on Manufacturing Engineering, Caxias do Sul, Brasil, 1-7.
  • [7] Boone, W., Sonderen, C. 2015. “Copper in Comparison with Aluminium as Common Material in Conductors of Lv and Mv Cables”, in Proceedings of 23rd International Conference on Electricity Distribution, Lyon, France, 26-5.
  • [8] Chen, H., Hou, X., Deng, L. 2009. “Design of Frequency-Selective Surfaces Radome for a Planar Slotted Waveguide Antenna”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 8, 1231-2.
  • [9] Coombs, R. 2010. “Comparison of Aluminium vs Copper Power Cables for Use in Industrial Applications”, Installations and Contractors, 67-4.
  • [10] CST-Computer Simulation Technology. “CST Microwave Studio”. https://www.cst.com/products/cstmws, Son Erişim Tarihi: 01 Mart 2018.
  • [11] Delihacioglu K. 2012. “Frequency Selective Surfaces With Multiple-Strip Group Elements”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 11, 1370-3.
  • [12] Dubrovka, R., Vazquez, J., Parini, C., Moore, D. 2006. “Equivalent Circuit Method for Analysis and Synthesis of Frequency Selective Surfaces”, IEE in Proceedings of Microwave Antennas Propagation, 153 (3), 213-7.
  • [13] Duman, B., Kayacan, M. C. 2017. “Doğrudan Metal Lazer Sinterleme/Ergitme Yöntemi ile İmal Edilecek Parçanın Mekanik Özelliklerinin Tahmini”, SDU Journal of Technical Sciences, 7 (1), 12-16.
  • [14] Feng, D. 2014. “A new equivalent circuit of miniaturized frequency selective surface,” in Proceedings of 3rd Asia-Pacific Conf. Antennas Propag., Harbin, China, 1363-2.
  • [15] Ghodgaonkar, D. K., Varadan, V. V., Varadan, V. K. 1989. “A Free-Space Method For Measurement of Dielectric Constants and Loss Tangents at Microwave Frequencies”, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 38 (3), 789-5.
  • [16] Ghodgaonkar, D. K., Varadan V. V., Varadan V. K. 1990. “Free-Space Measurement of Complex Permittivity and Complex Permeability of Magnetic Materials at Microwave Frequencies” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 39 (2), 387-7.
  • [17] Goertzen W. K., Kessler M. R. 2006. “Dynamic Mechanical Analysis of Carbon/Epoxy Composites for Structural Pipeline Repair”, Composites Part B, 38, 1-9.
  • [18] Hanzl, P., Zetek, M., Baksa, T., Kroupa, T. 2015. “The Influence of Processing Parameters on the Mechanical Properties of Slm Parts”, in Procedia Engineering, Elsevier, 1405-8.
  • [19] Hosseini, M., Hakkak, M. 2008. “Characteristics Estimation for Jerusalem Cross- Based Artificial Magnetic Conductors”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters., 7, 58-3.
  • [20] Joo, B. D., Jang, J. H., Lee, J. H., Son, Y. M., Moon, Y. H. 2010. “Effect of Laser Parameters on Sintered Powder Morphology”, Journal of Materials Science & Technology - Elsevier, 26(4), 375-3.
  • [21] Karpov, A., Knyazev, S., Panchenko, B., Shabunin, S. 2014. “Design of Sandwich Type Radomes with Green’s Function Method as a Radiation Problem Solving”, in Proceedings of European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP), Hague, Netherlands, 3017-3.
  • [22] Kartal, M., Güngör, İ., Döken, B. 2011. “A New Reflector Antenna Design Providing Two Different Patterns”, in Proceedings of International Radio Scientifique Internationale Conference(URSI), İstanbul, Turkey, 1-4.
  • [23] Kiani, G. I., Weily, A. R., Esselle, K. P. 2006. “Frequency Selective Surface Absorber Using Resistive Cross-Dipoles”, IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Albuquerque, NM, USA, 4199-3.
  • [24] Kruth, J. P., Vandenbroucke, B., Vaerenbergh, J., Naert, I. 2005. “Rapid Manufacturing of Dental Prostheses by Means of Selective Laser Sintering/Melting”, in Proceedings of 11th European Conference on Rapid Prototyping Edition, Paris, France, 4-9.
  • [25] Kumar N. S., Shetty A., Ananth K., Shetty H. 2012. “Effect of Spindle Speed and Feed Rate on Surface Roughness of Carbon Steel in CNC Turning”, in Proceedings of Internation Conference on Modeling, Optimization and Computing, Tamil Nadu, India, 691-6.
  • [26] Langley, R. J., Parker, E. A. 1982. “Equivalent Circuit Model for Arrays of Square Loops”, Electronic Letters, 18 (7), 294-2.
  • [27] Langley, R. J., Parker, E. A. 1983. “Double-Square Frequencyselective Surfaces and Their Equivalent Circuit”, Electronics Letters, 19 (17), 675-3.
  • [28] Lee, C., Langley, R. 1985. “Equivalent-Circuit Models for Frequency-Selective Surfaces at Oblique Angles of Incidence”, IEE Proceedings - Microwaves, Antennas and Propagation, 132 (6), 395-4.
  • [29] Lin W. S, Lee B. Y. 2001. “Modelling the Surface Roughness and Cutting Forces During Turning”, Journal of Material Processing Technology, 108, 286-7.
  • [30] Luo, X. F., Teo, P. T., Qing, A., Lee, C. K. 2005. “Design of Doublesquare-Loop Frequency-Selective Surfaces Using Differential Evolution Strategy Coupled with Equivalent-Circuit Model,” Microwave and Optical Technology Letters, 44 (2), 159-3.
  • [31] Luo, G. O., Hong, W., Lai, Q. H. 2008. “Frequency-selective surfaces with Two Sharp Sidebands Realised by Cascading and Shunting Substrate Integrated Waveguide Cavities,” IET IET Microwaves, Antennas & Propagation, 2, 23-4.
  • [32] Ma, D., Zhang, W. S. 2007. “Mechanically Tunable Frequency Selective Surface With Square-loop-slot Elements”, Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 21 (15), 2267-9.
  • [33] Majumdar, P., Zhao, Z., Liu, R. 2014. “Parametric Analysis of Different Configurations of Loop Elements in Frequency-Selective Surfaces”, Advance in Electronic and Electric Engineering, 4 (2), 161-7.
  • [34] Marouani, S., Curtil, L., Hamelin, P. 2008. “Composites Realized by Hand Lay-up Process in a Civil Engineering Environment: Initial Properties and Durability”, Materials and Structures, 41, 831-20.
  • [35] Mudar, A. J., Behdad, N. 2009. “A New Technique for Design of Low-profile, Second- Order, Bandpass Frequency Selective Surfaces”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 57, 452-7.
  • [36] Munk, B. A. 2000. “Frequency Selective Surface: Theory and Design”, NewYork, NY, USA: Wiley.
  • [37] Nisanci, M. H., Tesneli, A. Y., Tesneli N. B., Tek, E. 2016. “Parameter Analysis of a Novel Single Layer 3D Band-Pass FSS Designed by Combination of Continuous and Discontinuous Conductive Rods”, in Proceedings of Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS), Shanghai, China, 3329-4.
  • [38] Ozel, K., Sahin, M., Akdogan, A. 2008. “Mechanical and Metallurgical Properties of Aluminium and Copper Sheets Joined by Cold Pressure Welding”, Journal of Mechanical Engineering, 11, 796-12.
  • [39] Prohaszka, J., Mamalis, A. G., Vaxevanidis, N. M. 1996. “The Effects of Electrode Material on Machinability in Wire Electro-Discharge Machining”, Journal of Materials Processing Technology, 69, 233-4.
  • [40] Rebelo, J. C., Dias, A. M., Mesquita, R., Vassalo, P., Santos, M. 2000. “An Experimental Study on Electro- Discharge Machining and Polishing of High Strength Copper-Beryllium Alloys”, Journal of Materials Processing Technology, 103, 389-8.
  • [41] Romeu, J., Rahmat-Samii, Y. 1999. “Dual band FSS with fractal elements”, Electronics Letters, 35(9), 702-2.
  • [42] Rozenek, M., Kozak, J., Dobrovwki, L., Lubkovwki, K. 2001. “Electrical Discharge Machining Characteristis of Metal Matrix Composites”, Journal of Materials Processing Technology, 109, 367-3.
  • [43] Sarabandi, K., Behdad, N. 2007. “A frequency selective surfac ewith miniaturized elements,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 55, 1239-6.
  • [44] Schnitzer, M., Lisy, M., Hudak, R., Zivcak, J. 2015. “Experimental Measuring of the Roughness of Test Samples Made Using DMLS Technology from the Titanium Alloy Ti-6Al-4V”, in Proceedings of 13th IEEE International Symposium on Applied Machine Intelligence and Informatics, Herlany, Slovakia, 22-2.
  • [45] Singh, D., Kumar, A., Meena, S., Agarwala, V. 2012. “Analysis of Frequency Selective Surfaces for Radar Absorbing Materials”, Progress In Electromagnetics Research B (PIER-B), 38, 297-7.
  • [46] Sung, G. H., Sowerby, K. W., Williamson, A. G. 2005. “Equivalent Circuit Modelling of a Frequency Selective Plasterboard Wall”, in Proceedings of IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Washington, DC, USA, 400-3.
  • [47] Tamijani, A. A., Sarabandi, K., Rebeiz, G. M. 2004. “Antenna-filter-antenna Arrays as a Class of Bandpass Frequency Selective Surfaces”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 52, 1781-8.
  • [48] Uchida, T., Hamada, H., Kuroda, K., Endo, A., Migaki, M., Ochiai, J., Uozumi, T., Goto, A. 2015. “Process Analysis of the Hand Lay-Up Method Using CFRP Prepreg Sheets”, in Proceedings of International Conference on Digital Human Modeling and Applications in Health, Safety, Ergonomics and Risk Management, Vancouver, BC, Canada, 227-10.
  • [49] Valera H. Y., Bhavsar S. N. 2014. “Experimenal Investigation of Surface Roughness and Power Consumption in Turning Operation of EN 31 Alloy Steel”, in Proceedings of 2nd International Conference on Innovations in Automation and Mechatronics Engineering, Gujarat, India, 528-6.
  • [50] Wu, T. K. 1995. “Frequency Selective Surfaces and Grid Array”, New York, NY, USA: Wiley.
  • [51] Wu, G., Hansen, V. 2003. “A Novel Procedure for Designing Band-Pass Filters Using FSS Structures”, in Proceedings of International Symposium on Space Terahertz Technology (ISSTT), Tucson, Arizona, 283-7.
  • [52] Yao, X., Bai, M., Miao, J. 2011. “Equivalent Circuit Method for Analyzing Frequency Selective Surface With Ring Patch in Oblique Angles of Incidence”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 10, 820-3.
  • [53] Zhang, J. C., Yin, Y. Z., Ma, J. P. 2009. “Frequency Selective Surfaces with Fractal Four Legged Elements”, Progress in Electromagnetics Research L (PIER-L), 8, 1-8.
  • [54] Zhang, T., Yang, G., Li, W., Jiang, Q., Wu, Q. 2010. “Research on Novel Miniaturized Frequency Selective Surfaces Consist of Rectangle Spiral-Based Elements”, in Proceedings of Global Mobile Congress, Shanghai, China, 1-4.
  • [55] Zhao, P.C., Zong, Z.Y., Wu, W., Fang, D.G. 2016. “A Convoluted Structure for Miniaturized Frequency Selective Surface and Its Equivalent Circuit for Optimization Design,” IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 64 (7), 2963-7.
APA NİSANCİ M, YENER Ş (2018). X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. , 1 - 73.
Chicago NİSANCİ Muhammet Hilmi,YENER Şuayb Çağrı X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. (2018): 1 - 73.
MLA NİSANCİ Muhammet Hilmi,YENER Şuayb Çağrı X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. , 2018, ss.1 - 73.
AMA NİSANCİ M,YENER Ş X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. . 2018; 1 - 73.
Vancouver NİSANCİ M,YENER Ş X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. . 2018; 1 - 73.
IEEE NİSANCİ M,YENER Ş "X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi." , ss.1 - 73, 2018.
ISNAD NİSANCİ, Muhammet Hilmi - YENER, Şuayb Çağrı. "X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi". (2018), 1-73.
APA NİSANCİ M, YENER Ş (2018). X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. , 1 - 73.
Chicago NİSANCİ Muhammet Hilmi,YENER Şuayb Çağrı X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. (2018): 1 - 73.
MLA NİSANCİ Muhammet Hilmi,YENER Şuayb Çağrı X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. , 2018, ss.1 - 73.
AMA NİSANCİ M,YENER Ş X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. . 2018; 1 - 73.
Vancouver NİSANCİ M,YENER Ş X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi. . 2018; 1 - 73.
IEEE NİSANCİ M,YENER Ş "X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi." , ss.1 - 73, 2018.
ISNAD NİSANCİ, Muhammet Hilmi - YENER, Şuayb Çağrı. "X Bandı Radar Antenleri için Üç Boyutlu (3D) Eklemeli İmalat Yöntemi ile Kompozit Frekans Seçici Yüzey Kaplama Malzemesi Üretimi". (2018), 1-73.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 1:40

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları