Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi (KMÜ) Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Öğretim Üyesi Doç. Dr. Abdurrahim Toktaş, taşınabilir kablosuz el cihazları için geliştirdiği geniş-bant MIMO anten sistemi ile patent aldı.
Günümüzde özellikle akıllı telefon, tablet ve dizüstü bilgisayar kullanıcılarının internette gezinme, sosyal ağlar, müzik ve videolar gibi servis ve uygulamalarda sergiledikleri yoğun veri akışı, yeni nesil kablosuz teknolojilerinin geliştirilmesini zorunluluk haline getirdi.
Taşınabilir Kablosuz El Cihazları İçin Geniş-Bant MIMO Anten Sistemi
KMÜ'lü mucit Toktaş, zengin multimedya uygulamalarının gereksinimi olan yüksek hız ve ağ kapasitesini karşılamak için yeni yöntemler geliştirmenin zorunluluk haline geldiğini söyleyerek "MIMO (Multiple Input Multiple Output) yöntemi, mobil iletişimde veri iletim kapasitesini ve iletişim güvenilirliğini artırarak bu gereksinimi karşılamaktadır." dedi. Geliştirdiği 'Taşınabilir Kablosuz El Cihazları İçin Geniş-Bant MIMO Anten Sistemi' adlı buluşu ile ilgili açıklamalarda bulunan Toktaş, şunları söyledi: "Çok girişli çok çıkışlı anlamına gelen MIMO, çoklu anten kullanarak alıcı ve verici arasında çoklu kanal oluşturma prensibine dayanmaktadır. MIMO’nun en önemli özelliği, uzaysal alanı (spatial domain) kullanarak çoklu kanal üzerinden paralel veri iletişimi yapabilmesidir. Başka bir deyişle, MIMO sisteminde uzaysal alan kullanılarak aynı zaman ve frekansta çoklu anten üzerinden paralel veri iletimi yapılabilmektedir. MIMO’nun en önemli avantajı, sistemin çeşitleme (diversity) ve uzaysal çoğullama (spatial multiplexing) yapabilmesidir. Uzaysal çoğullama ile veri, alt bantlara bölünerek paralel kanallar üzerinden transfer edildiğinden kanal kapasitesi artırılmaktadır. Böylece, anten sayısı ile doğru orantılı olarak veri iletişim kapasitesi artırılabilir. Verici tarafından iletilen sinyaller çoklu kanalların bulunduğu ortamdaki çeşitli yapılardan veya engellerden saçılmaktadır ve alıcı tarafına birbirinden farklı zayıflamaya uğramış sinyal kopyaları ulaşmaktadır. Alıcı tarafında çeşitleme teknikleri kullanılarak gönderilen sinyaller tekrar elde edilir."
Toktaş, MIMO teknolojisinin kullanılmasıyla birlikte kablosuz iletişim sistemlerinde yeni bir döneme girildiğini belirterek "MIMO sistemlerinin uygulanması ile 5G’nin en önemli standardı olan LTE (Long Term Evoltution) geliştirilmiştir. Bugüne kadar MIMO teknolojisi, LTE’nin yanı sıra WiMAX (Worldwide Interoperability For microwave Access), HSPA+ (High Speed Packet Access) ve WLAN (Wireless local Area Network) gibi yeni nesil radyo frekans standartlarına adapte edilmiştir. MIMO sistemlerinin kablosuz iletişim standartlara hızla adapte edilmesiyle birlikte, bu sistemlerin en önemli özelliği olan fiziksel ara yüzde çalışan MIMO antenlere ihtiyaç duyulmuştur. Günümüz iletişim sistemleri, küçük ve ince gezgin terminaller kullandığı için bu cihazların içine yerleştirilebilen MIMO anten tasarımları oldukça zordur. Çünkü ışıyan anten elemanları, küçük alanda birbirine yakın çalıştıkları için bu elemanlar arasında ortak etkileşimden korelasyonda artış meydana gelmektedir. Bu durum, anten elemanlarının MIMO olarak çalışmasına engel olmaktadır. Verimli bir MIMO sistemi için anten elemanları arasındaki yalıtımın iyileştirilmesi gerekmektedir." dedi.
Toktaş, tüm bunlardan yola çıkarak taşınabilir kablosuz el cihazlarına uyumlu LPDA (log periodic dipole array) prensibine dayanan özgün geniş-bant bir MIMO anten sistemi geliştirdiğini ifade ederek "Sistem, iki LPDA anten elemanından ve ortak etkileşimi azaltan bir nötrleme hattından oluşmaktadır. Anten sisteminin prototipi, belirli boyutlarda ve belirli bir alttaş malzeme üzerine basılmıştır. Taşınabilir kablosuz el cihazları için geniş-bant MIMO anten sistemi, düzgün bir kazanç örüntüsüne sahip, birçok iletişim bantlarını kapsayan, 1.86–3.84 GHz frekans aralığında çalışmaktadır." dedi.
Toktaş, geliştirdiği anten sisteminin taşınabilir kablosuz cihazlarda kullanılmasıyla birlikte tek bir anten yapısı üzerinden birçok kablosuz cihaz uygulamalarının aynı anda ve yüksek hızda veri akışına imkan sağlayacağını belirtti.