Simulating atmospheric turbulence using a bubble model for free space optical communication links
Serbest-uzay optik iletişim hatları için baloncuk modeli kullanarak atmosferik çalkantıların benzeştirimi
- Tez No: 355758
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HEBA YÜKSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 46
Özet
Serbest uzay optik (SUO) iletişim geniş bantlı kablosuz uygulamalarıiçin geçerli bir teknoloji olarak belirmiştir. SUO teknolojisi, lisanssız optik dalga boyları üzerinde yüksek bant genişliği kapasitesi potansiyelini sunmaktadır. Uzun menzilli SUO hatlarında atmosferik çalkantı, dalgalanmaların şiddetlenmesine sebebiyet vererek hat performansını düşürmektedir. Atmosferde yayılan optik işaretler faz ve genliklerinde rasgele dalgalanmalara maruz kalmaktadır. Bu dalgalanmalar, kendilerini yayılım yolu boyunca rasgele kırılma değişim indisi olarak ortaya çıkaran atmosferdeki rasgele sıcaklık dağılımından kaynaklanmaktadır. Dahası, serbst uzay optik iletişim sistemi üzerinde deney yapmak zahmetli ve zordur. Çokça elemanın sebep olduğu girişimler sonucu etkileyip, deneysel çıktıların beklendiğinden daha büyük hata değişim paylarına sahip olmasına sebebiyet vermektedir. Özellikle daha şiddetli çalkantı rejimlerine girdiğimizde,çalkantı tarafından uyarılmış ışınların tahlili ve benzeştirimi daha hassas dikkat gerektirmektedir. Tüm bu nedenlerden dolayı, çalkantının lazer huzmesi yayılımındaki etkilerini değerlendirebilmek için geometrik bir model ortaya atmaktayız. Lazer huzmesi yayılım yolu boyunca olan atmosferi, istatistiksel olarak çeşitli dağılım modellerine uyacak kırılma indisi devamsızlığı olan küresel kabarcıkların uzaysal dağılımı olarak modellenecektir. Atmosferin her bir istatiksel temsili için, ışınların yolu geometrik optik kullanılarak tahlil edilecektir.Bu Monte Carlo teknikleri huzmenin fazını ve alıcıdaki ortalama açıklık etkilerini değerlendirebilmemizi sağlayacaktır. Etkin bir çalkalantı indisini, C_n^2 yol uzunluğu ve ışın sapmasıyla ilitinli kurarak ifade edebilriiz. Bu Monte Carlo çözümlemeleri, dalga kuramları öngörülerinin ve deneysel sonuçlarlada karşılaştırılabilir.
Özet (Çeviri)
Free space optical (FSO) communication has emerged as a viable technology for broadband wireless applications. FSO technology offers the potential of high bandwidth capacity over unlicensed optical wavelengths. On long-range FSO links, atmospheric turbulence causes intensity fluctuations, which degrades links performance. Optical signals propagating through the atmosphere are subject to random fluctuations in phase and amplitude. These fluctuations are caused by random temperature distributions in the atmosphere, which manifests themselves as a random index of refraction changes along the propagation path. In addition, experimenting on a free space optical communication system is rather tedious and difficult. The interference of plentiful elements affects the result and causes the experimental outcomes to have bigger error variance margins than they are supposed to have. Especially when we go into the stronger turbulence regimes the simulation and analysis of the turbulence induced beams require delicate attention. For all these purposes, we propose a new geometrical model to assess the effects of turbulence on laser beam propagation. The atmosphere along the laser beam propagation path will be modeled as a spatial distribution of spherical bubbles with refractive index discontinuity statistically distributed according to various models. For each statistical representation of the atmosphere, the path of rays will be analyzed using geometrical optics. These Monte Carlo techniques will assess the phase of the beam as well as the aperture averaging effects at the receiver. An effective turbulence index C_n^2 can be determined by correlating beam wander behavior with the path length. The Monte Carlo analysis will be compared with the predictions of wave theory as well as with empirical results.
Benzer Tezler
- Dikey dalan sıvı jeti için farklı jet çıkış geometrilerinin havalandırma miktarına etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Investigation of the different nozzle geometries for vertical plunging water jet air entrainment with numerical methods
BURAK ALP KARAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP ERHAN BÖKE
DR. ZAFER GEMİCİ
- Francis türbini yayıcısındaki girdap oluşumunun etkisini azaltma yöntemlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleriyle incelenmesi
Investigation of methods to mitigate the effect of vortex formation in the francis turbine draft tube with computational fluid dynamics analysis
KAĞAN ÇAĞLAYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN AYDER
- Hipersonik akışta şok-şok ve şok-sınır tabaka etkileşim mekanizmalarının incelenmesi ve ortaya çıkan yüzey isı transferi açısından değerlendirilmesi
Numerical investigation of shock-shock and shock-boundary layer interaction mechanisms and in terms of surface heat transfer at hypersonic flow
AHMET SELİM DURNA
Doktora
Türkçe
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAYRAM ÇELİK
- Simulating and augmenting turbulent thermal images for deep object detection models
Derin nesne tespit modelleri için türbülanslı termal görüntülerin simülasyonu ve artırılması
ENGİN UZUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiModelleme ve Simülasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDEM AKAGÜNDÜZ
- Termal görüntülerdeki bulanıklık tiplerinin derin öğrenme yöntemleri ile sınıflandırılması
Classification of blur types in thermal images with deep learning methods
EMRE DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBaşkent ÜniversitesiSavunma Teknolojileri ve Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE SÜMER