Novel design methods for high performance filtenna and lna design for microwave sensor applications
Mikrodalga sensor uygulamaları yönelik yüksek performanslı filtenna ve düşük gürültülü küvvetlendiriciler için özgün tasarımı yöntemleri
- Tez No: 425704
- Danışmanlar: PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ, DOÇ. DR. SALİH DEMİREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Haberleşme teknolojisi insanlığın çok önemli bir kullanım alanı olarak, hızla gelişmekte ve gün geçtikçe karşılanması daha zor talepleri olan bir sektör haline gelmiştir. Ana talepleri, yüksek performans, düşük boyut, daha geniş bant ve düşük maliyet ve düşük enerji tüketimi olarak sıralayabiliriz. Haberleşme sistemlerinde, hassas alıcılı devrelerde, yüksek performanslı devre katlarının kullanılması önemli bir gereksinimdir. Bahis edilen isteklerin gerçeklemesi için, düşük gürültülü on kat alıcı alt devre elemanlarının modelleme aşamasında keskin, hızlı ve güvenilir bir model gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, bu isteklerin uygulanabilirliği için çalışmalar yapılmıştır. ilk olarak, bir bant geçiren filtre ve anten katının entegre bir şekilde çalışmasını sağlayan bir modül tasarlanmıştır, öyle ki modül sinyalin antene ulaştığı esnada bir önsüzüme işlemi gerçekleştirmektedir. Bu şekilde, iletişim sisteminin toplam sinyal gurultu oranını ve ışıma kazancını iyileştiren kompakt bir tasarım elde edilmiştir. Ayrıca tek transistorlu bir LNA katı tasarımı ile düşük maliyet ve düşük enerji kullanım istekleri karşılana bilinir. Ama bu denli zorlayıcı kriterlere sahip LNA tasarımı için yenilikçi, hızlı ve doğruluğu yüksek metotlar gerekmektedir. Bu zorlukları aşmak için, yüksek performans, düşük maliyet, düşük enerji kullanımına sahip bir LNA tasarımı için yenilikçi bir metot önerilmiştir. Öncelikle doğruluğu yüksek ve güvenilir Destek Vektor Regresyon Makınası (DVRM) tabanlı mikrodalga transistor Saçılma ve gürültü parametre modellemesi yapılmıştır. Üreticiler tarafından sağlanmış olan ölçülmüş veriler kullanılarak DVRM modelinin eğitimlerinde kullanılmıştır. Daha sonra elde edilen DVRM tabanlı mikrodalga transistor modeli, doğadan esinlenilmiş bir sezgisel optimizasyon algoritması“Bal Arısı Çiftleşme Optimizasyonu”BAÇO kullanılarak transistor'e ait Gerçekleyebilir Tasarım Hedef Uzayı GTHU elde edilmiştir. GTHU elde edildikten sonra, daha verimli bir BAÇO algoritması uygulanılarak tek katlı LNA devresinin giriş ve çıkış uyumlama devrelerinin modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Bunlara ek olarak, sistem seviyesinde tasarlanan Filtenna ve LNA devrelerinin Doppler Radar uygulamalarına yönelik bir vaka analizi yapılmıştır. En son olarak tez çalışması tartışma ve sonuçlar ile tamamlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Communication technology is rapidly developing as a very important area for use of the mankind emerging more and more challenging demands every day. The major demands include high performance, lower size, wider band, lower cost and low energy consumption. Sensitive receiver circuits in telecommunication systems are commonly require high performance RF stages. The mentioned demands requires a precise, fast and reliable model during the design stages of each sub-system of the Low Noise Front-End Receiver. In this thesis, a feasible solution for these demands are studied. Firstly an integrated antenna and band-pass filter in a single module, in which a pre-filtering process is carried out when signal is received by antennas. This multifunction integration makes entire system be more compact and the system performance is improved by pre-filtering process. This multi-functional sub-system consisting of Filter and Antenna is commonly called as Filtenna. Thus, a compact design is obtained with enhancements in the Noise and radiation performance of the whole communication system. Also with the usage of single transistor in LNA stages the low cost and low energy consumption demands can be satisfied. But in order to have a LNA design with such challenging criteria the usage of novel, fast, and accurate methods are needed. For to achieve this challenge, a novel methodology is proposed to design high performance, low cost low power single transistor microstrip LNA. Firstly an accurate and reliable Support Vector Regression Machine (SVRM) model of microwave transistor is presented for both Scattering and Noise parameters. The measured data provided by manufacturers had been used to create training and test data for SVRM model. After obtaining the SVRM model of microwave transistor, a Nature inspired Meta-heuristic algorithm“Honey Bee Mating Optimization”HBMO is applied to s to determine a Feasible Design Target Space subject to the potential performance of the SVRM based Microwave transistor model. After acquiring the FDTS solution of the transistor model a modified version of the HBMO algorithm is applied to modelling the Input and Output matching networks of the single stage LNA design. In addition to these, a study case is presented for the system level functioning of Filtenna and LNA circuits for Doppler RADAR systems. The last chapter is for conclusions and discussions along with some recommendations for future work.
Benzer Tezler
- 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
- MR görüntüleri ve MR spektroskopi verileri ile yapay öğrenme tabanlı beyin tümörü tespit yöntemi ve uygulaması
Design and application of novel methods for brain tumor detection using machine learning approaches on MR images and MR spectroscopy data
EMRE DANDIL
Doktora
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT ÇAKIROĞLU
- A novel approach for identification of thermal and optical characteristics for the active layer of high power photonic devices
Yüksek güçlü fotonik sistemlerin aktif katmanının termal ve optik özelliklerinin karakterizasyonu için yeni bir yaklaşım
AHMET METE MUSLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Zaman alanı terahertz fiber üstü radyo uygulamaları için yonga üstü fotonik bileşenlerin ileri tasarım yöntemleri ile geliştirilmesi
Development of novel on-chip optical components via advanced design methods for time-domain terahertz radio-on-fiber applications
AHMET OĞUZ SAKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÜNLÜ
- Farklı Karışım Dizayn Metotlarıyla Üretilen Ultra Yüksek Dayanımlı Lifli Betonların Dayanım ve Durabilite Özellikleri
Mechanical and Durability Properties of Ultra-High Performance Fiber-Reinforced Concrete Developed through Different Mix Design Methods
FURKAN İNAL
Doktora
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiMersin Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CAHİT BİLİM