Design, fabrication and experimental validation of frequency - selective surface using regression - based inverse modeling for broadband RCS manipulation in the x-band
X-bantta geniş bant radar kesit alanı (RCS) manipülasyonu için regresyon tabanlı ters modelleme kullanılarak frekans seçici yüzeyin tasarımı, üretimi ve deneysel doğrulaması
- Tez No: 1012088
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ KUTLU KARAYAHŞİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezde, X-bant (8–12 GHz) frekans aralığında çalışan iki farklı frekans seçici yüzey (FSS) tasarımı geliştirilmiştir. Tasarımlar hem simülasyonlar yoluyla hem de mikroşerit antenlere (MSA) dayalı bir ölçüm düzeneği kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Ölçüm sisteminde, X-bant genelinde çalışan mikroşerit antenler verici ve alıcı olarak kullanılmıştır. Aynı antenler birbirine karşılıklı olarak 40 cm mesafede konumlandırılmış ve araya herhangi bir yüzey yerleştirilmeden elde edilen S_21 parametresi referans olarak kaydedilmiştir. Daha sonra, iki antenin orta noktasına farklı aralık mesafeleri ile oluşturulmuş geometrik yapılara sahip yüzeyler yerleştirilmiş ve S_21 parametresindeki değişimler gözlemlenmiştir. İlk tasarım olan tek katmanlı yüzey, 1.6 mm kalınlığında FR-4 alt tabaka üzerinde 321.5 mm x 321.5 mm boyutlarında gerçekleştirilmiştir. Bu alt tabaka üzerine, 321.5 mm x 10 mm boyutlarında FR-4 şeritler yatay olarak yerleştirilmiştir. Şeritler arasına 18.5 mm x 10 mm boyutlarında bakır yamalar dikey olarak konumlandırılmış ve 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 ve 20 mm olmak üzere farklı aralık mesafeleri kullanılarak on farklı konfigürasyon için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. İkinci tasarım olan çift katmanlı yüzey ise 300 mm x 10 mm boyutlarında bakır şeritlerden oluşmaktadır. Birinci katmanda 15 adet bakır şerit dikey, ikinci katmanda ise 15 adet şerit yatay olacak şekilde düzenlenmiştir. Her bir katmandaki şeritler arasındaki mesafeler a ve b parametreleri olarak tanımlanmış ve bu parametreler 2 mm'den 20 mm'ye kadar 2 mm artışlarla değiştirilmiştir. Böylece toplamda 100 farklı konfigürasyon için simülasyonlar yapılmıştır. Her iki yüzey için elde edilen S_21 parametresi değişimleri, radar kesit alanı (RCS) artışı veya azalması ile ilişkilendirilmiştir. Simülasyon sonuçlarına göre, tek katmanlı yüzey için 10 mm ve 15 mm aralık değerlerine sahip iki farklı konfigürasyon ile çift katmanlı yüzey için 10 mm x 20 mm, 20 mm x 10 mm ve 15 mm x 15 mm aralık değerlerine sahip üç farklı konfigürasyon fiziksel olarak üretilmiştir. Prototipler, laboratuvar ortamında vektör ağ analizörü (VNA) kullanılarak yapılan ölçümler ile doğrulanmıştır. Son olarak, toplanan veri seti üzerinde regresyon analizi uygulanarak istenen RCS artırımı veya azaltımı sağlayan yüzey konfigürasyonu belirlenmiştir. Bu çalışma, X-bant uygulamaları için yeniden yapılandırılabilir ve hedefe optimize edilebilir frekans seçici yüzeylerin geliştirilmesine önemli bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, two distinct frequency-selective surface (FSS) designs operating in the X-band (8–12 GHz) frequency range were developed. The designs were investigated both through simulations and experimentally using a measurement setup based on microstrip antennas (MSAs). In the measurement system, microstrip antennas operating across the X-band were employed as transmitter and receiver. Identical antennas were positioned facing each other at a distance of“40 cm”, and the“S”_“21”parameter obtained without any intervening surface was recorded as the reference. Subsequently, surfaces possessing geometric configurations formed by different spacing distances were placed at the midpoint between the two antennas, and variations in the“S”_“21”parameter were observed. The first design, a single-layer surface, was realized on a“321.5 mm x 321.5 mm”FR-4 substrate with a thickness of 1.6 mm. On this substrate, FR-4 strips measuring“321.5 mm x 10 mm”were placed horizontally. Copper patches measuring“18.5 mm x 10 mm”were vertically positioned between the strips with gaps of“2,4,6,8,10,12,14,16,18 and 20 mm”allowing simulations to be conducted for ten distinct configurations. The second design, a dual-layer surface, consisted of copper strips measuring“300 mm x 10 mm”. In the first layer, 15 copper strips were arranged vertically, while in the second layer, 15 strips were arranged horizontally. The inter-strip distances within each layer were defined as parameters a and b, which were varied from“2 mm”to“20 mm ”in increments of“2 mm”. Consequently, simulations were performed for a total of 100 different configurations. The observed variations in“S”_“21”for both surfaces were correlated with increases or decreases in radar cross section (RCS). Based on the simulation results, two different single-layer surface configurations with spacing values of“10 mm”and“15 mm”, and three different dual-layer surface configurations with spacing values of“10 mm x 20 mm”,“20 mm x 10 mm”and“15 mm x 15 mm”were physically fabricated. The prototypes were validated in a laboratory environment using measurements conducted with a vector network analyzer (VNA). Finally, regression analysis was applied to the collected dataset to determine the surface configuration that achieves the desired level of RCS enhancement or suppression. This study provides a significant contribution to the development of reconfigurable and target-optimized frequency-selective surfaces for X-band applications.
Benzer Tezler
- Konformal yama antenin radar kesit alanının azaltılması
Radar cross section reduction for conformal patch antenna
HALENUR SÖZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- 3D prıntıng of ınfıll-based tpu auxetıc metamaterıals: a slıcer-controlled desıgn-to-fabrıcatıon experıment
3B baskıyla dolgu tabanlı tpu oksetik metamalzemeler: Dilimleyici kontrollü tasarımdan üretime bir deney
FATIMA AYECH
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
