Dergiler / Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 25 Sayı: 1

Polarizasyonu Yeniden Yapılandırılabilir Grafen Tabanlı Terahertz Anten Tasarımı

Polarization Reconfigurable Graphene-Based Thz Antenna Design

Ersin Bulan(ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ)0009-0005-1531-2503
Miraç Dilruba Karakaş(ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ)0000-0003-2399-4741
Sayfa
107–113
Yayın Tarihi
2025-02-07
🏛️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)

Çeşitli fermi enerji seviyeleri sayesinde 1.65 THz’de eksenel oran 1.23 dB, 6.50 dB ve 40 dB elde edilmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmada, mikroşerit antenin ışıma sağlayan yama kısmında grafen malzemesi kullanılarak yeniden yapılandırılabilir polarizasyonlu anten tasarımı önerilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Önerilen anten 1.65 THz çalışma frekansında, üçgen mikroşerit anten konfigürasyonu kullanılarak tasarlanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Çeşitli fermi enerji seviyeleri sayesinde 1.65 THz’de eksenel oran 1.23 dB, 6.50 dB ve 40 dB elde edilmiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Grafen · THz · Polarizasyon

Özet

Bu çalışmada, mikroşerit antenin ışıma sağlayan yama kısmında grafen malzemesi kullanılarak yeniden yapılandırılabilir polarizasyonlu anten tasarımı önerilmiştir. Önerilen anten 1.65 THz çalışma frekansında, üçgen mikroşerit anten konfigürasyonu kullanılarak tasarlanmıştır. Önerilen antenin -10 dB referansında empedans bant genişliği yaklaşık %12.2, yönlülük değeri 4.13 dBi ve çok yönlü uzak alan ışıma örüntüsüne sahiptir. Yeniden yapılandırılabilir yama anteninin konfigürasyonu, grafenin kimyasal potansiyeli değiştirilerek dairesel polarizasyon, eliptik polarizasyon ve lineer polarizasyon elde edilebilecek şekilde tasarlanmıştır. DC bias gerilimi uygulanarak oluşturulan harici elektrik alanı ile grafenin fermi enerji seviyesi direk etkilenmektedir. Çeşitli fermi enerji seviyeleri sayesinde 1.65 THz’de eksenel oran 1.23 dB, 6.50 dB ve 40 dB elde edilmiştir.

Abstract

In this study, a reconfigurable polarization antenna design was proposed using graphene material in the radiating patch part of a microstrip antenna. The proposed antenna was designed at an operating frequency of 1.65 THz using a triangular microstrip antenna configuration. The proposed antenna has an impedance bandwidth of approximately 12.2% at the -10 dB reference, a directivity value of 4.13 dBi, and an omnidirectional far-field radiation pattern. The configuration of the reconfigurable patch antenna was designed to achieve circular, elliptical, and linear polarization by changing the chemical potential of graphene. The Fermi energy level of graphene is directly affected by the external electric field created by the application of a DC bias voltage. Different Fermi energy levels allow the achievement of axial ratio of 1.23 dB, 6.50 dB, and 40 dB at 1.65 THz.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Bulan, E., Karakaş, M. D. (2025). Polarizasyonu Yeniden Yapılandırılabilir Grafen Tabanlı Terahertz Anten Tasarımı. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 25 Sayı: 1, 107–113. https://doi.org/10.35414/akufemubid.1491453

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (18)

  1. Aliqab, K., Alsharari, M., Sorathiya, V., Armghan, A., 2023. A Numerical Investigation of Graphene-Based Hilbert-Shaped Multi-Band MIMO Antenna for the Terahertz Spectrum Applications. Sensors, 23, 37-56. https://doi.org/10.3390/s23010037
  2. Dash,S. ve Patnaik, A., 2020. Behavior of graphene based planar antenna at microwave and terahertz frequency. Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications, 40, 100800 https://doi.org/10.1016/j.photonics.2020.100800
  3. Das, P. ve Varshney, G., 2021. Analysis of tunable THz antennas integrated with polarization insensitive frequency selective surfaces. Optical and Quantum Electronics, 53, 645-666. https://doi.org/10.1007/s11082-021-03320-0
  4. Dudla, P., Kolli,V.R, Varre,V.P, Manepalli,V.R ve Pulikonda,B.C., 2022. Performance prediction of graphene-based patch antenna using different ground plane dimensions. Materialstoday: Proceedings 50, 2392-2397. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.10.255
  5. Geyıkoglu, M. D., Polat h. K.,Çavusoglu, B., Ertugrul, M. Abbasian, K., 2022. Designing Graphene- Based Antenna for Terahertz Wave Ablation (TWA) System. Erzincan Üniversitesi Erzincan University Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 15(2), 507-514. https://doi.org/10.18185/erzifbed.1014513
  6. Gupta, R., Varshney, G. ve. Yaduvanshi, R.S., 2021. Tunable terahertz circularly polarized dielectric resonator antenna. Optik - International Journal for Light and Electron Optics 239, 166800. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.166800
  7. Jabbarzadeh, F., Heydari, M., & Habibzadeh-Sharif, A., 2019. A comparative analysis of the accuracy of Kubo formulations for graphene plasmonics. Materials Research Express, 6, 086209. https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab1e02
  8. Khan,A.K., Shaem,T.A. ve Alim, M.A., 2020. Graphene patch antennas with different substrate shapes and materials. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 202, 163700 https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.163700
  9. Kiani, N., Hamedani, F.T. ve Rezaei P., Chashmi, M.J. Danaie,M., 2020. Polarization Controling Approach In Reconfigurable Microstrip Graphene-Based Antenna. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 203, 163942. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2019.163942
  10. Kiani, N., Hamedani, F.T. ve Rezaei,P., 2021. Polarization Controlling Method In Reconfigurable Graphene Based Patch Four Leaf Clover Shaped Antenna. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 231, 166454. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.166454
  11. Mabrouk, A. M., Seliem, A. G., Donkol, A. A., 2022. Reconfigurable graphene‑based metamaterial polarization converter for terahertz applications. Optical and Quantum Electronics, 54, 769-782. https://doi.org/10.1007/s11082-022-04163-z
  12. Madhan, M. G., Shalini, M., 2021. A compact antenna structure for circular polarized terahertz radiation. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 231, 166393. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.166393
  13. Naghdehforushha,S.A. ve Moradi,G., 2019. An improved method to null-fill H-plane radiation pattern of graphene patch THz antenna utilizing branch feeding microstrip line. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 181, 21-27. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.11.155
  14. Nakar, P.S., 2004. Design of a compact microstrip patch antenna for use in wireless cellular devices. Yüksek Lisans Tezi, Florida State University, Florida, 74
  15. Nissiyah, J. G., Madha, M.G., 2021. Graphene based microstrip antenna for triple and quad band operation at terahertz frequencies. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 231, 166360. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.166360
  16. Upender, P. ve Amarjit Kumar, A., 2021. Quad-Band Circularly Polarized Tunable Graphene Based Dielectric Resonator Antenna for Terahertz Applications. Silicon, 14, 5513-5526. https://doi.org/10.1007/s12633-021-01336-5
  17. Xu, G ve Skorobogatiy,M., 2022. Wired THz Communications. Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 43, 728-778. https://doi.org/10.1007/s10762-022-00879-x
  18. Yaghobi,M., Rezaei,P., ve Fakharian, M.M., 2022. Graphene-based flat microstrip patch antenna with circular polarization controllability. Optik-International Journal for Light and Electron Optics, 261, 169159. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2022.169159