Dergiler / El-Cezeri / 2026 / Cilt: 13 Sayı: 3

Kompakt ve Çok Bantlı Uygulamalar için Koch Şekilli Antenin Performans Değerlendirmesi

Performance Evaluation of Koch Shaped Antenna for Compact and Multi-Band Applications

Sayfa
465–476
Yayın Tarihi
2026-09-07
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

E-alanı analizi, ardışık fraktal iterasyonlarla yüzey akım dağılımının iyileştiğini doğrularken, grup gecikmesi çalışmaları faz kararlılığının arttığını göstermektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, 1–10 GHz spektrumunda çok bantlı kablosuz iletişim için kompakt Koch biçimli fraktal bir anten tasarlanmış, benzetimi yapılmış ve deneysel olarak doğrulanmıştır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Önerilen tasarım, 2.46, 3.95, 6.20, 7.34, 9.15 ve 9.42 GHz’de rezonans göstermekte olup Wi-Fi (2.4/5 GHz), Bluetooth, ISM bantları ve 6 GHz altı 5G kanalları gibi birçok kablosuz standardı etkin bir şekilde kapsamaktadır.
💡
Sonuç & Katkı:E-alanı analizi, ardışık fraktal iterasyonlarla yüzey akım dağılımının iyileştiğini doğrularken, grup gecikmesi çalışmaları faz kararlılığının arttığını göstermektedir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Koch fraktalı · Minyatürleştirilmiş Anten · Çok Bantlı Çalışma

Özet

Bu çalışmada, 1–10 GHz spektrumunda çok bantlı kablosuz iletişim için kompakt Koch biçimli fraktal bir anten tasarlanmış, benzetimi yapılmış ve deneysel olarak doğrulanmıştır. Koch geometrisinin özyineli boşluk doldurma özelliğinden yararlanılarak anten, güçlü elektromanyetik performansını korurken önemli ölçüde minyatürleştirilmiştir. Önerilen tasarım, 2.46, 3.95, 6.20, 7.34, 9.15 ve 9.42 GHz’de rezonans göstermekte olup Wi-Fi (2.4/5 GHz), Bluetooth, ISM bantları ve 6 GHz altı 5G kanalları gibi birçok kablosuz standardı etkin bir şekilde kapsamaktadır. Anten, tüm rezonans frekanslarında –10 dB’nin altında yansıma kaybı değerleri elde etmekte, 6 GHz’i aşan bant genişliği ve 3.2–4.0 dBi arasında tutarlı kazanç sağlamaktadır. E-alanı analizi, ardışık fraktal iterasyonlarla yüzey akım dağılımının iyileştiğini doğrularken, grup gecikmesi çalışmaları faz kararlılığının arttığını göstermektedir. Vektör ağ analizörü kullanılarak yapılan S₁₁’in deneysel doğrulaması, benzetimlerle güçlü uyum göstermekte ve tasarımın pratik uygulanabilirliğini doğrulamaktadır. Rapor edilen fraktal antenlerle karşılaştırıldığında, önerilen tasarım daha üstün çok bantlı destek, daha yüksek bant genişliği ve kompakt boyutlar (30 × 30 mm²) sunmakta olup IoT cihazları, giyilebilir elektronikler, radar platformları ve yeni nesil kablosuz iletişim sistemlerine entegrasyon için son derece uygundur.

Abstract

In this work, a compact Koch-shaped fractal antenna is designed, simulated, and experimentally validated for multi-band wireless communication in the 1–10 GHz spectrum. By leveraging the recursive space-filling property of the Koch geometry, the antenna achieves significant miniaturization while maintaining strong electromagnetic performance. The proposed design exhibits resonances at 2.46, 3.95, 6.20, 7.34, 9.15, and 9.42 GHz, effectively covering multiple wireless standards such as Wi-Fi (2.4/5 GHz), Bluetooth, ISM bands, and sub-6 GHz 5G channels. The antenna achieves return loss values below –10 dB at all resonant frequencies, with a measured bandwidth exceeding 6 GHz and a consistent gain between 3.2–4.0 dBi. The E-field analysis confirms improved surface current distribution with successive fractal iterations, while group delay studies demonstrate enhanced phase stability. Experimental validation of S₁₁ using a vector network analyzer shows strong agreement with simulations, confirming the practical feasibility of the design. Compared with reported fractal antennas, the proposed design demonstrates superior multiband support, higher bandwidth, and compact dimensions (30 × 30 mm²), making it highly suitable for integration into IoT devices, wearable electronics, radar platforms, and next-generation wireless communication systems.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Dandu, R. V., G, C. R., M., V. S., D., G. K., Kalluru, P. V. (2026). Kompakt ve Çok Bantlı Uygulamalar için Koch Şekilli Antenin Performans Değerlendirmesi. El-Cezeri, Cilt: 13 Sayı: 3, 465–476. https://doi.org/10.31202/ecjse.1782599

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (16)

  1. S. Khan, T. Mazhar, T. Shahzad, A. Bibi, W. Ahmad, M. Khan, M. Saeed, and H. Hamam, "Antenna systems for IoT applications: a review," Discover Sustainability, vol. 5, 2024, doi: 10.1007/s43621-024-00638-z.
  2. L. Vignesh, K. Kaliappan, and B. V. L. Kannan, "A Survey on Fractal Antenna Design," International Journal of Pure and Applied Mathematics, vol. 120, pp. 10941–10959, 2018.
  3. F. Venneri, S. Costanzo, and A. Borgia, "Fractal Metasurfaces and Antennas: An Overview for Advanced Applications in Wireless Communications," Applied Sciences, vol. 14, no. 7, p. 2843, 2024, doi: 10.3390/app14072843.
  4. E. Souza, P. Oliveira, A. D’Assunção, L. Mendonça, and C. Peixeiro, "Miniaturization of a Microstrip Patch Antenna with a Koch Fractal Contour Using a Social Spider Algorithm to Optimize Shorting Post Position and Inset Feeding," International Journal of Antennas and Propagation, vol. 2019, pp. 1– 10, 2019, doi: 10.1155/2019/6284830.
  5. A. Singh, R. Kabeer, Z. Ali, V. Singh, and M. Shukla, "Performance analysis of first iteration Koch curve fractal log periodic antenna of varying flare angles," Central European Journal of Engineering, vol. 3, 2012, doi: 10.2478/s13531-012-0040-2.
  6. N. Sharma, "A Journey of Antenna from Dipole to Fractal: A Review," Journal of Engineering Technology, vol. 6, pp. 317–351, 2017.
  7. M. Marzouk et al., "Ultra-Wideband Compact Fractal Antenna for WiMAX, WLAN, C and X Band Applications," Sensors, vol. 23, no. 9, p. 4254, 2023, doi: 10.3390/s23094254.
  8. H. Paik, L. Teja, M. Reddy, and K. Reddy, "A Miniaturized Fractal Antenna with Square Ring Slots for Ultrawideband Applications," Progress In Electromagnetics Research Letters, vol. 99, pp. 169–177, 2021, doi: 10.2528/PIERL21070801.
  9. M. Marzouk et al., "Efficient broadband fractal antenna for WiMAX and WLAN," Heliyon, vol. 10, no. 5, 2024, doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e26087.
  10. H. Kisioglu, "Multiband antenna design with a defected ground structure for 5G and X-band applications," AEU - International Journal of Electronics and Communications, vol. 190, p. 155651, 2025, doi: 10.1016/j.aeue.2024.155651.
  11. M. Aminu-Baba et al., "A compact triband miniaturized MIMO antenna for WLAN applications," AEU - International Journal of Electronics and Communications, vol. 136, p. 153767, 2021, doi: 10.1016/j.aeue.2021.153767.
  12. D. R. Varma, M. Murali, M. V. Krishna, and G. S. N. Raju, "Miniaturized Novel Textile Antenna for Biomedical Applications," in 2023 2nd International Conference on Paradigm Shifts in Communications Embedded Systems, Machine Learning and Signal Processing (PCEMS), Nagpur, India, 2023, pp. 1–6, doi: 10.1109/PCEMS58491.2023.10136066.
  13. D. R. Varma, M. Murali, and M. V. Krishna, "Compact, robust and low-profile textile antennas for biomedical applications with upgraded bandwidth for integration of easy garment," Materials Today: Proceedings, vol. 80, part 2, pp. 1548–1555, 2023, doi: 10.1016/j.matpr.2023.01.388.
  14. D. R. Varma et al., "Design of fabric antennas for body protective garment applications and analysis on their performance," Materials Today: Proceedings, vol. 80, part 2, pp. 1538–1547, 2023, doi: 10.1016/j.matpr.2023.01.384.
  15. P. Mohanty, S. Pandav, and S. K. Behera, "Circularly polarized hybrid fractal antenna for Ku band application," AEU - International Journal of Electronics and Communications, vol. 190, p. 155641, 2025, doi: 10.1016/j.aeue.2024.155641.
  16. M. Gupta and V. Mathur, "Hexagonal Fractal Antenna using Koch for Wireless Applications," Frequenz, vol. 72, no. 9–10, pp. 443–453, 2018, doi: 10.1515/freq-2017-0203.