Optimizations of antennas using heuristic algorithms supported by the multilevel fast multipole algorithm
Çok seviyeli hızlı çokkutup yöntemiyle desteklenen keşifsel metotlar ile anten optimizasyonları
- Tez No: 416342
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR SALİH ERGÜL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu çalışmada, farklı antenlerin, kaynak değeri veya geometri optimizasyon problemleri için geliştirilen, çok seviyeli hızlı çokkutup yöntemi (ÇSHÇY) ile desteklenen keşifsel metotlar tabanlı bir optimizasyon mekanizması sunulmuştur. Elektromanyetik çözücüler ve optimizasyon algoritmaları arasındaki etkileşimi daha etkin biçimde sağlayabilmek amacıyla, keşifsel metotlar bu çalışma için özel olarak gerçeklenmiştir. Çeşitli anten dizge geometrilerinin istenilen ışınım örüntülerini sağlayabilmesi için gereken ve çok geniş optimizasyon kümelerine sahip olan kaynak değeri optimizasyonları sayısal deneylerle incelenmiştir. Gerçeklenen keşifsel metotlar alternatif mekanizmalar yardımı ile iyileştirilmiş ve performansları MATLAB yazılımında hazır olarak bulunan keşifsel metotlar ile karşılaştırılmıştır. Anten dizgelerinin kaynak değeri optimizasyonlarının yanında, daha zorlayıcı problemler olan antenlerin geometri optimizasyonları da ele alınmıştır. Bu bağlamda iki farlı piksel anten yapısı çalışılmış ve optimize edilmiştir. Optimizasyon sonucu elde edilen antenler, ucuz düzeneklerde, yazıcı kartuşlarında gümüş-bazlı mürekkep kullanılarak ve fotoğraf kağıtlarına basılarak üretilmiştir. Üretilen antenlerin ölçüm sonuçları optimizasyonların etkili olduğunu ve ucuz üretim yönteminin olumlu yanlarını göstermiştir. Son olarak, çok seviyeli hızlı çokkutup yönteminin yaklaşık formları, optimizasyonlar esnasında dinamik doğruluk kontrolü sağlayabilmek amacıyla incelenmiştir. Optimizasyonların hızının arttırılabilmesi için bu yaklaşık formların kullanılmalarının etkileri ve bunları kullanan stratejiler tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, an optimization environment based on heuristic algorithms supported by the multilevel fast multipole algorithm (MLFMA) is presented for different antenna problems involving either excitation or geometry optimizations. The heuristic algorithms are implemented in-house by aiming more effective interactions between electromagnetic solvers and optimization algorithms, instead of black-box interactions. Excitation optimizations of various array geometries for desired radiation characteristics are investigated in numerical experiments involving extremely large optimization spaces. Implemented heuristic algorithms are improved via alternative mechanisms and compared to available toolbox of MATLAB. In addition to excitation optimizations, we consider more challenging optimizations involving geometric modifications. In this context, two different types of pixel antennas are studied and optimized. Furthermore, the designs obtained via optimizations are fabricated in low cost setups based on commercial inkjet printers. Measurements on fabricated samples demonstrate the effectiveness of the optimizations, as well as the efficacy of the low-cost production mechanism that fully benefits from the advantages of inkjet printing. Finally, approximate forms of MLFMA are examined for dynamic accuracy control during the optimizations. Effects of using these approximate forms and possible strategies for employing them in order to increase the speed of the optimizations are discussed.
Benzer Tezler
- Optimal and practical handover decision algorithms in heteregeneous macro-femto cellular networks
Heterojen makro-femto şebekelerinde uygulanabilir ve eniyilenmiş geçiş karar algoritmaları
ISMAIL CEM ATALAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR GÜRBÜZ
DOÇ. DR. ÖZGÜR ERÇETİN
- Modelling of microwave transistor based SV-regression and building performance data base with its use in novel evolutionary design optimizations of nonuniform microstrip LNAs with a typical filtenna design
Mikrodalga transistorlerin destek vektör tabanlı performans veri kümelerinin yenilikçi evrimsel algoritmalar ile uniform olmayan mikrostrip hatlı LNA tasarım optimizasyonu ve örnek bir filtenna tasarımı
MEHMET ALİ BELEN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Antenlerin hızlı ve doğru tasarımı için esnek hesaplamaya dayalı sayısal karma yöntemler
Numerical hybrid methods based on soft computing for fast and accurate design of antennas
MAHMUD ESAD YİĞİT
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- The design and development of novel ultra-wide band (UWB) antenna and filter units for RF front-end applications
RF ön uç uygulamaları için özgün, çok geniş bandlı anten ve filtre tasarımı ve geliştirilmesi
MUSTAFA İLARSLAN
Doktora
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAMİD TORPİ
YRD. DOÇ. DR. SALİH DEMİREL
- Beamforming design for network multiple-input multiple-output (MIMO) systems with multiple cooperating base stations
Birden çok ortak çalışan baz istasyonu içeren çok girdili çok çıktılı veri ağları için hüzme biçimlendirme tasarımı
FEHMİ EMRE KADAN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ