Geri

ANTENLERİN TEKNOLOJİK GELİŞİMİ

Dr. Cahit Canbay

Yıldız Teknik Üniversitesi Öğretim Üyesi

 Bilim tarihi incelendiğinde, gelişmelerin başlangıcı konusu kesin biçimde bir yada bir kaç kişiye mal etmek olanaksızdır. Bilime sonsuz küçük de olsa katkıda bulunan her kişiyi saygıyla anmak gerekir. Burada antenin teknolojik gelişimi üzerinde dururken elektromanyetik teorinin uygulamaların tarihsel bir resmi geçidi de yapılacaktır. Bu aşamada katkısı olup da ayrıntılara girilememesi nedeniyle yer verilemeyen binlerce bilim adamı vardır.

Bizi iletişim çağına hazırlan olaylar dizisinin başlangıcı olarak, telli telgrafın icadını gerçekleştiren Princeton Üniversitesi doğa bilimleri profesörlerinden Joseph Henry'nin, 1842 yılında yaptığı deney sırasında üst kattaki mıknatıs ibresini kapmasını gözlemesi olayını almak makul bir olacak. Henry uzaktan algılama olayını sezdikten sonra bir dizi deneyler yaptı. 7-8 mil uzaktaki yıldırım sebebiyle oluşan elektriksel işareti algıladı. 1875’te de Edison, elektrik devresindeki anahtarın açılıp kapanması sırasındaki ışımayı uzaktan algıladı ve hızla çalışmalarına devam ederek düşey konumlu tepesi yüklü ve topraklanmış antenlerini iletişimde kullanmak üzere patent aldı (Şekil 1.1.1.). 1887 dolaylarında H. Hertz ışıma olayının formüle edilmesi üzerine çalıştı, ilk kez polarizasyon kavramı üzerinde durdu. 1897'de Liverpool Üniversitesi fizik profesörlerinden Oliver J. Lodge bikonik anten ve anten devresinde ayarlı LC devresi için patent aldı (Şekil 1.1.2). Empedans sözcüğünü literatüre kazandırdı. 1900'den önce parabolik yansıtıcılar, mercek antenler, açıklık antenler,dalga kılavuzları mikrodalga frekanslarında kullanıldı. Bu tarihten sonra bu tür antenlerin kullanılması uzun bir süre durgunluk dönemi geçirdi. 1930'lardaki radyo elektroniğindeki gelişmeler mikrodalga antenlerini tekrar gündeme getirdi.

1901 yılında Marconi, 15 KW güçlü 820 KHz'lik fan monopol antenle İngiltere - Amerika arasında Atlantik üzerinden iletişimi gerçekleştirdi (Şekil 1.1.3). 1907 yılında Zenneck, sadece antenin iyi olmasını iletişimin için tek başına etkin olamayacağını, yer sisteminin de uygun şekilde yapılmasının anteni daha verimli kılabileceğini makalelerinde gösterir. 1916-1920 yılları arasında Marconi, iletkenlerle yapılmış parabolik reflektörün odağında aktif bir anteni kullanarak 3.5 m dalga boyunda elektromagnetik alan ışıması gerçekleştirdi ve ölçülen ışıma diyagramı ile hesaplanan ışıma diyagramının uyum içinde olduğunu gösterdi (Şekil 1.1.4).

1940-1945 yılları arası mikrodalga antenlerin ve radarların yoğunluk kazandığı dönemdir. 1945-1949 döneminde VHF yarık antenler, halka antenler, dipol ve dilop anten dizileri yoğun olarak kullanılmaya başlandı ve 1965'de COMSAT'ın ilk jeosenkronize uydusu yörüngeye oturtuldu. Bu uydu ile iletişim gelecek için büyük umutlar sergiliyordu. Yıl 1969, ve tarih 20 Haziran; insanlık aya ayak basmış ve antenlerini ay üzerine yerleştirmişti. O gün, elektronik tarihinin önemli kilometre taşlarından biri olacaktı.

Günümüzde uzayın derinliklerine gösterilen dünya üzerinde jeosenkronize ve jeosenkronize olmayan yörüngelerde dönen uydular farklı amaçlar doğrultusunda yer ile iletişimi sağlamak amacı ile antenlerle donatılmışlardır (Şekil 1.1.5). Bundan sonra da gelişmeler devam edecek ve daha yüksek kazançlı kullanışlı antenler üretmek hedef olacaktır. Örneğin TCRO (sadece TV amaçlı antenler) için parabolik reflektör antenlerinin kullanılmasındaki mukavemet, üretim güçlüğü gibi de dezavantajları nedeniyle, iletken düzlemsel levhalar üzerinde oluşturulan mikroşerit anten dizilerinin kullanılması gündeme gelmiştir (Şekil l.l.6). Bu değişim en iyi elde edilinceye kadar devam edecektir.

Elektromagnetik dalgaların kaynağı sadece yapay antenler değildir. Güneşteki patlamalar sonucu oluşturan elektrik yüklü partiküllerin, yer magnetik alanı ile etkileşmesi, yıldırım, şimşek vb. atmosferik olaylar, galaktik olaylarda elektromagnetik dalgaların kaynağıdır, yani birer verici antendir. Bu açıdan bakılırsa antenlerin tarihçesini evrenin başlangıcına dayandırmak pek yanlış olmaz.

Her ne kadar antenler iletişim amaçlarına hizmet için geliştirilmişse de evrendeki olası uygarlıkların araştırılmasında, meteorolojik çalışmalarda, tıpta teşhis ve tedavi amacıyla, mobil sistemlerin yerlerinin belirlenmesinde, endüstride ve bir çok yerde ku1lanmaktadır. Özellikle kanser ve bazı hastalıkların teşhis ve tedavisinde alışılmış yöntemlerin, ışınları gibi, olumsuz yönlerinin yok edilmemesi nedeniyle başka yöntemler üzerine çalışmalar, arayışlar yoğunlaştırılmıştır. Bunlar arasında son yıllarda kendinden sıkça söz edilen bir yöntem, her türlü kanser hastalığının teşhis ve tedavisinde anten amplikatörlerin kullanılması yöntemidir. Bu yöntemde antenler tek tek kullanılabildiği gibi dizi şeklinde de kullanılmaktadır (Şekil 1.1.7 ve 1.1.8).

Şekil 1.1.1

Şekil 1.1.2

Edison’un antenleri (1885) Lodge’nin bikonik antenleri (1897)

Şekil 1.1.3

Şekil 1.1.4 Fan monopol anten Parabolik reflektör anteni

(Marconi, 1901) (Marconi, 1916-1921)

Şekil 1.1.5 Antenlerle donatılmış haberleşme uyduları

Şekil 1.1.6 Mikroşerit anten

Şekil 1.1.7 Monopol antenin beyin kanserinin tedavisinde kullanılması

 

 

Şekil 1.1.8

Açıklık anten dizisinin tedavide kullanılması

Kaynak : ANTEN DÜNYASI Dergisi Nisan’99

Derleme : Sinan ÖZMEN, TA2MBD (18 Ocak 2004)