Modelling of X-band electromagnetic wave propagation
X-bandında elektromanyetik dalga yayılımının modellenmesi
- Tez No: 201717
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SENCER KOÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Elektromanyetik Dalga Yayınımı, CG-FFT, Electromagnetic Wave Propagation, CG-FFT
- Yıl: 2007
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Düzensiz bir arazi üzerinde elektromanyetik dalga yayılımının hesaplanması, radar ve haberleşme linklerinin kapsama alanı belirlenmesi gibi önemli uygulamaları olan bir problemdir. Bu problemin çözümü için literatürde değişik yaklaşımlar önerilmiştir. Elektromanyetik sınır değer problemlerinin çözümünde yaygın olarak kullanılan bir yöntem Method of Moments (MoM) tekniğidir. Ancak, özellikle yüksek frekanslarda MoM formülasyonunun gerektirdiği çok yüksek bilinmeyen sayısı, metodun uygulanabilirliğini sınırlamaktadır. Çünkü, kullanılan bilinmeyen sayısı N ise, O(N2) ile artan hafıza kapasitesi ve O(N3) ile artan işlem yükü getirmektedir. MoM yönteminin hafıza gereksinimini ve işlem sayısını azaltmak amacıyla, literatürde değişik yaklaşımlar önerilmiştir. Bu yaklaşımlarda, MoM yönteminde üretilen empedans matrisinin özel yapısı kullanılmaktadır. Eşlenik Eğim (CG) yöntemi, genel asimetrik ve Hermitian olmayan sistemleri, her yinelemede O(N2)'lik işlem sayısı yaparak çözmek için geliştirilen durağan olmayan bir yinelemeli tekniktir. Ayrıca işlem süresi, yinelemeli tekniklerde gerekli olan vii matris-vektör çarpımlarının FFT algoritmasıyla gerçekleştirilmesi ile azaltılabilir. Bu yaklaşım, literatürde elektriksel olarak büyük cisimlerden saçılım hesaplarına başarıyla uygulanmış ve hafıza gereksiniminin ve işlem yükünün, K yineleme sayısı olmak üzere, O(KNlogN) değerine indiği gösterilmiştir. Bu tezde, Fast Fourier Transform yöntemi ile hızlandırılmış CG yöntemi (CG-FFT), düzensiz yüzeyler üzerinde elektromanyetik dalga yayılımı problemine uygulanmaktadır. Elektriksel olarak büyük ve düzensiz yüzey profilleri için örnek uygulamalar sunulmaktadır. Sonuçların doğruluğu MoM matris sisteminin doğrudan çözümü, olağan CG yöntemi ve çeşitli yöntemlerle düzeltilmiş serbest uzay modeli ile karşılaştırılmıştır. Yöntem, düşeyde yüzey değişiminin az olduğu, düze yakın yüzey profillerinde başarılı bir şekilde çalışmıştır.
Özet (Çeviri)
Calculation of electromagnetic wave propagation over irregular terrain is an important problem in many applications such as coverage calculations for radars or communication links. Many different approaches to this problem may be found in the literature. One of the most commonly used methods to solve electromagnetic boundary value problems is the Method of Moments (MoM). However, especially at high frequencies, the very large number of unknows required in the MoM formulation, limits the applicability of this method, since the memory requirement and the operation count increases by O(N2) and O(N3), respectively, where N is the number of the unknowns. Several approaches have been proposed in the literature to reduce the memory requirement and the operation count of the MoM. These approaches rely on the special structure of the impedance matrix generated by the MoM. The Conjugate Gradient (CG) method is a non-stationary iterative technique that can be used to solve general asymmetric/non-Hermitian systems with an operational cost of O(N2) v per iteration. Furthermore, the computational time can be improved by the Fast Fourier Transform (FFT) algorithm to perform the matrix-vector multiplication that appear in any iterative technique. This approach has been successfully used in the literature to solve scattering from electrically large objects and it has been shown that the computational cost and memory requirement can be reduced to O(KNlogN) with K being the number of iterations. In this thesis, CG method accelerated with Fast Fourier Transform (CG-FFT) method is applied to the problem of electromagnetic propagation over irregular terrain. Applications for electrically large rough terrain profiles are presented. The accuracy of the method is compared to the direct solution of the MoM, CG method and Free Space model with recoveries by Hata model or multiple knife-edge diffraction and reflection. The solution works on quasi-planar surfaces and profiles with small deviation like little breezy sea surface properly.
Benzer Tezler
- Design and modelling of terahertz phase shifters using corrugated planar goubau lines
Oluklu düzlemsel goubau hatları ile terahertz faz kaydırıcı modellemesi ve tasarımı
MUHAMMED ABDULLAH UNUTMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MEHMET ÜNLÜ
- Time and frequency domain numerical modeling for ground wave propagation
Yer dalgası yayılımının zaman ve frekans domeninde modellenmesi
FUNDA AKLEMAN
Doktora
İngilizce
2002
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN TOPUZ
- Gömülü iletken cisimlerin elektromagnetik dalgalar yardımı ile zaman domeninde algılanması
Başlık çevirisi yok
SELÇUK PAKER
Doktora
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BİNGÜL YAZGAN
- Stochastic model for pulsed radio transmission from horizontal antennas through stratified forests
Başlık çevirisi yok
NEİL GÜLTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDOÇ. DR. S. SELİM ŞEKER
- Diferensiyel evrim algoritması ile mikrodalga anten tasarımı
Antenna design with differential evolution algorithm
MAHDI RANJBAR MOULE
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ALİ BELEN