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
- Tez No: 442565
- Danışmanlar: PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- 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: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 116
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. Bahsedilen isteklerin gerçeklemesi için, düşük gürültülü ön kat alıcı alt devre elemanlarının modelleme aşamasında keskin, hızlı ve güvenilir bir model gerekmektedir. Bu tez çalışmasında, bu isteklerin uygulanabilirliği için çalışmalar yapılmıştır. İlk 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 gürültü 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 karşılanabilinir. 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 Makinası (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, Meta-Sezgisel algoritmalar yardımı ile transistor‟e ait Gerçekleyebilir Tasarım Hedef Uzayı GTHU elde edilmiştir. GTHU elde edildikten sonra, Meta Sezgisel algoritmalar uygulanılarak tek katlı LNA devresinin giriş ve çıkış uyumlama devrelerinin Ekspolansiyel ve Furier serisi tabanlı uniform olmayan mikroşerit iletim hatları ile 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 SVRMmodel of microwave transistor, nature inspired Meta-heuristic algorithms are applied to Building Performance Data Bases of a Microwave Transistor subject to the potential performance of the SVRM based Microwave transistor model. After acquiring the Performance Data Bases of a Microwave Transistorsolution of the transistor model, aDE algorithm is applied to modelling the input and output matching networks of the single stage LNA design using exponentially tapered microstrip and Fourier Based Non-Uniform microstrip transmission lines. 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
- Mikrodalga transistorun yapay sinir ağı ile performans analizi ve modellenmesi
Performance analysis and modelling of a microwave transistor by neural networks
CEMAL TEPE
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Bir geniş bantlı mikrodalga güç yükseltecinin doğrusal olmayan eleman modeli kullanılarak tasarlanması
Design of a wideband microwave power amplifier using non-linear device model
SEDAT KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
PROF. DR. BEKİR SIDDIK BİNBOĞA YARMAN
- 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
PEYMAN MAHOUTİ
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
DOÇ. DR. SALİH DEMİREL
- Mikrodalga transistörlerinin yapay sinir ağı eşdeğerlikleri
Artificial neural network equivalencies of active microwave devices
HAMİD TORPİ
Doktora
Türkçe
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Development and performance analysis of transmitter receiver structures for high data rate communication systems at 240 ghz
240 ghz'de yüksek veri hızı haberleşme sistemleri için verici alıcı yapılarının geliştirilmesi ve performans analizi
ÖZGÜN ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASAF BEHZAT ŞAHİN