Kısa dalga (KD) haberleşmesi için doppler kaymasının kestirilmesi
Estimation of doppler shift for high frequency (HF) communications
- Tez No: 521824
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CENK TOKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
İyonküre, radyo dalga yayılımı üzerinde büyük bir öneme sahiptir. İçerdiği yüksek elektron yoğunluğu sayesinde yansıtıcı iyonküre tabakaları oluşturur. İyonküre, 3-30 MHz frekans aralığındaki radyo dalgalarını yansıtarak Kısa Dalga (KD) haberleşme imkanı sağlar. İyonküre, güneş ışınımı etkisi, jeomanyetik veya sismik aktiviteler gibi birçok faktörden dolayı zaman ve konumda değişkenlik gösterir. İyonküredeki değişkenlik, alınan sinyal üzerinde Doppler kaymasına neden olur. Doppler kayması haberleşme başarımını olumsuz yönde etkiler. Bu yüzden alınan sinyal üzerindeki Doppler kayması tespit edilmelidir. Doppler kaymasının ölçülmesinde önde gelen tekniklerden biri iyonosonda cihazlarının kullanılmasıdır. İyonosonda cihazları, vericiden başucu yönünde gönderilen sinyalin Doppler kaymasını ölçer. Bu cihazlar pahalıdır ve kurulumları, bakımları özel önem gerektirir. Ayrıca, iyonosonda ağı dünya çapında uzaysal olarak yeterli sıklıkta değildir. Bu çalışmada, iyonosonda gibi bir ölçüm cihazı yokken alınan sinyal üzerindeki Doppler kaymasının kestirilebilmesi için ışın izleme tabanlı bir teknik önerilmiştir. Bu yüzden iyonkürenin yapısı analiz edilmelidir. İyonküreyi karakterize eden önemli parametrelerden biri Toplam Elektron İçeriği (TEİ)'dir. Öncelikle, European Reference Frame (EUREF) ağından elde edilenii Dikey TEİ (DTEİ) kestirimlerine uzaysal olarak aradeğerleme yapan IONOLAB– MAP aracı ile 2-Boyutlu TEİ haritaları çıkarılmıştır. İyonküreyi modellemek için, yaygın olarak kullanılan IRI-Plas modeli kullanılmıştır. TEİ kestirimleri IRI-Plas modeline girdi olarak verilerek 3-Boyutlu elektron yoğunluğu profili oluşturulmuştur. Sonunda, ışın izleme tekniği uygulanabilecek gerçeğe yakın durumdaki elektron yoğunluğu profili elde edilmiştir. Bu profiller 30 saniye kadar düşük bir periyotla üretilebilir. Art arda gelen iki anlık görüntüyü birlikte işleyerek ve yansıtıcı iyonküre tabakalarının hareketinin neden olduğu yayılma yollarını hesaplayarak, Doppler kayması kestirimi yapılmıştır. Önerilen teknik, Pruhonice, Çek Cumhuriyeti'nde bulunan Digital Portable Sounder (DPS) iyonosonda cihazından elde edilen Doppler kayması ölçüm sonuçları ile karşılaştırılarak test edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Ionosphere has a great importance on radio wave propagation. Thanks to the high electron density it contains, it forms reflective ionosphere layers. Ionosphere enables High Frequency (HF) Communication by reflecting radio waves in the frequency range of 3-30 MHz. Ionosphere varies in time and location due to many factors such as solar radiation effect, geomagnetic or seismic activities. The variability in the ionosphere causes the Doppler shift on the received signal. The Doppler frequency shift effects the communication quality, negatively. Therefore, the Doppler shift on the received signal must be detected. One of the prominent ways for measuring the Doppler shift is using ionosonde equipments. Ionosonde equipments measure Doppler shift of a signal transmitted through the zenith direction from the transmitter. These equipments are expensive and their installation, maintenance require special attention. Furthermore, the ionosonde network over the world is not spatially dense enough. In this study, a technique is proposed to estimate Doppler shift on the received signal based on ray tracing when there is no measurement equipment like ionosonde. Thus, the structure of the ionosphere should be analyzed. One of the important parameters thativ characterize the ionosphere is the Total Electron Content (TEC). First, 2- Dimensional TEC maps are constructed by using the IONOLAB–MAP tool which spatially interpolates the Vertical TEC (VTEC) estimates obtained from the European Reference Frame (EUREF) network. To model the ionosphere, the widely used IRI-Plas model was used. Next, a 3-Dimensional electron density profile is generated by inputting inputting the TEC estimates to the IRI-Plas model. Eventually, a close-to real situation electron density profile is obtained in which ray tracing can be performed. These profiles can be constructed periodically with a period as low as 30 seconds. By processing two consequent snapshots together and calculating the propagation paths caused by motion of the reflective ionosphere layers, Doppler shift is estimated. The proposed technique is tested by comparing the results to the Doppler measurements taken at the Digital Portable Sounder (DPS) ionosonde equipment at Pruhonice, Czech Republic.
Benzer Tezler
- KD çokluyol ayırma ve geliş açılarının hesaplanması için yeni bir metod
A New metod for HF multipath separation and estimation of arrival angles
NİHAT YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FEZA ARIKAN
- Türkiye üzerinde toplam elektron içeriği (TEİ) için uzay-zaman rassal alan kestirimi
Estimation of space-time random field for total electron content (TEC) over Turkey
MUHAMMET NECAT DEVİREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA ARIKAN
- Orta enlem iyonküresi için rassal alan modeli geliştirilmesi
Development of random field model for midlatitude ionosphere
OZAN KÖROĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA ARIKAN
- Kuzey Anadolu fay hattı depremlerinin ve iyonosfer toplam elektron içeriği kestirimlerinin olası ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of possible relationships between North anatolian fault zone earthquakes and ionosphere total electron content estimates
BARAN ERSİN ÖZİLHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. UMUT SEZEN
- İyonkürede elektromanyetik dalga yayılım modeli ve benzetimi
Electromagnetic wave propagation model and simulation in ionosphere
ESRA ERDEM
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FEZA ARIKAN