Reducing the effects of weak atmospheric marine turbulence on scintillation by using different incident fields and adaptive optics mitigation techniqes
Farklı etki alanları ve uyumlu optik azaltma teknikleriyle ıpıldama üzerindeki zayıf atmosferik deniz türbülansının azaltılması
- Tez No: 497867
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİM HALDUN GÖKTAŞ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Atmosferik yayılım, lazer hüzme yayılımı, atmosferik türbülans, deniz türbülansı, ıpıldama, Atmospheric propagation, laser beam propagation, atmospheric turbulence, marine turbulence, scintillation
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 141
Özet
Bu çalışmada, optiksel haberleşme sistemleri üzerindeki zayıf atmosferik deniz türbülansının azaltılması ve optiksel haberleşme hatlarının performansının geliştirilmesi incelenmiştir. Birinci incelenen teknik farklı başlangıç etki alanları ve ikincisi ise uyumlu optik azaltma tekniğidir. Birinci teknik olarak, düz doruklu Gaussian hüzmesinin düz eksensel ıpıldama indeksi formulü Rytov metod kullanılarak ortaya konmakta ve yoğunluk da log-normal dağılım olarak alınmaktadır. Yani, yayılma mesafesi, dalga boyu, hüzme ebadı ve ortalama sinyal /gürültü oranı 'indeki değişikliklerle ilgili ortalama bit hata olasılığı sergilenmektedir. Bizim sonuçlarımız, odak uzunluğu yayılım mesafesine ve düzlemleştirme sayısı küçük değerlerde olduğunda, zayıf atmosferik deniz türbülansında küçük avantajının başarılabileceğini göstermektedir. Odaklanmış ve hizalanmış Gaussian hüzmeleri için düz eksensel ıpıldama indeksi Rytov metod kullanılarak formüle edilmektedir.. Ayrıca ortalama bit hata olasılığı de bu formül ve log-normal dağılımlı yoğunluğu kullanılarak kıymetlendirilmektedir. Yayılım mesafesi ve kaynak büyüklüğüne göre dalga boyu; kaynak büyüklüğü, odak uzunluğu ve ortalama sinyal /gürültü oranı için sergilenen odaklanmış ve hizalanmış Gaussian hüzmeleri için ıpıldama indeksi ve gösterildi. Atmosferik deniz ortamında odaklanmış hüzmeler hizalanmış hüzmelerden daha avantajlıdır. İlave olarak, bu ortamda Rytov metodu kullanılarak hüzme yayılımı formüle edilmektedir. Yayılım mesafesi, ıpıldama indeksi ve bit hata olasılığı 'e karşılık hüzme yayılımı dalga boyu, kaynak büyüklüğü ve ortalama sinyal /gürültü oranı için gösterilmektedir. Bizim sonuçlarımız, atmosferik deniz ortamında 3 km'den sonra yayılım mesafesinde oldukça belirgindir. İkinci incelenen teknik, Rytov metodunun kullanılması ile ortaya konan uyumlu optik telafili düz eksensel ıpıldama indeksi formülü zayıf atmosferik deniz ortamında gösterilmektedir. Bizim model, yatay yayılım yolu boyunca zayıf deniz türbülansını, log-normal dağılımı ve açık-kapalı anahtarlama modülasyonunu kapsamaktadır. Değişen yayılım mesafesi, alıcı açıklık çapı, dalga boyu, hüzme ebadı ve ortalama sinyal /gürültü oranı ile düz eksensel ıpıldama indeksi ve bit hata olasılığı gösterilmektedir. Sonuçlar, bit hata olasılığı 'in birkaç düzen sayısında daha iyi olduğunu göstermektedir. Uyumlu optik, ıpıldamanın telafisi (giderilmesi) için kullanılır. Düşük telafi düzen sayısı, atmosferik deniz ortamında ıpıldamayı azaltmak ve optiksel haberleşme sistemlerinin kalitesinin iyileştirmesi için, özellikle 2 km'den daha az olan optiksel hatlarda avatajlıdır.
Özet (Çeviri)
In this study, reducing the effects of weak atmospheric marine turbulence on the optical communication systems and improving the performance of optical communication links are examined. The first examining technique is to use different incidence fields and the second one is to apply adaptive optics mitigation. In the first technique, formulation of the on-axis scintillation index of a flat-topped Gaussian beam is derived by using the Rytov method and the intensity is also taken to be log-normal distribution. That is, average bit error rate for the log-normal distribution is also evaluated. The scintillation index and average bit error rate with respect to changes in propagation distance, wavelength, beam size, and average signal to noise ratio are exhibited. Our results showed that small advantage can be achieved in weak atmospheric marine turbulence when focal length equals to propagation distance and the order of flatness has a small value. The on-axis scintillation index for focused and collimated Gaussian beams in weak marine turbulence is formulated by using the Rytov method. Moreover average bit error rate is appreciated by using this formulation and the log-normal distributed intensity as well. The scintillation index and versus propagation distance and source size are demonstrated for the collimated and focused Gaussian beams, exhibited for wavelength, focal length, and average signal-to-noise ratio . The focused beams are more advantageous than collimated beams in an atmospheric marine medium. In addition to that, the beam spreading using the Rytov method in this medium is formulated. The beam spreading versus propagation distance, scintillation index, and average bit error rate are denoted for wavelength, source size, and average signal-to-noise ratio . Our results show that the effect of beam spreading is very clear in propagation distance greater than 3 km in the atmospheric marine medium. In the second technique, the formulation of an on-axis scintillation index with adaptive optics compensation derived by using Rytov method is represented in a weak marine medium. Our model covers weak marine turbulence, log-normal distribution, and on-off keying modulation over horizontal propagation paths. The on-axis scintillation index and the average bit error rate with a variation in propagation distances, receive aperture diameter, wavelength, beam size, and average signal-to-noise ratio (SNR) are indicated. Results point out that the bit-error rate becomes better by a few orders of magnitude. The adaptive optics is used to compensate for the scintillation. Low-order compensation is advantageous to reduce the scintillation in a marine medium and to improve the quality of the optical communication systems, especially in optical links less than 2 km.
Benzer Tezler
- Atık pillerin değerlendirilmesi
Recyling used batteries
HANİFE BANABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. NURSEN İPEKOĞLU
- Güneş enerjili absorbsiyonlu soğutucu sistemin bilgisayar programı yardımıyla simülasyonu
The Simulation of the solar absorbtion cooling system with the help of computer programming
YALÇIN GÜRDALI
- Demiryolu üstyapı tasarımlarında geogrid kullanımı ve etkisi
Effect of geogrid usage on railway pavement design
BUĞRA CANPOLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
UlaşımAfyon Kocatepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN AKBULUT
- Ce (IV) poliaminokarboksilli asit başlatıcı poliakrilamidlerin sentezi ve karakterizasyonu
The Synthesis and characterization of polyacrylamides initiated by Ce (IV) polyaminocarboxylic acids
FATMA DURAP