Design, modeling and control of a satcom on-the-move antenna terminal
Mobil RF uydu haberleşme anten terminalinin tasarımı modellenmesi ve kontrolü
- Tez No: 612219
- Danışmanlar: PROF. DR. RAİF TUNA BALKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 150
Özet
İki yönlü haberleşmenin gün geçtikçe artmasıyla dünya daha da bağlı hale geldi. Mesafeden bağımsız olarak yüksek bant genişlikliğinde data indirme talebi yıllar içerisinde aşırı artmıştır. Ayrıca, her türlü arazi koşullarında iletişim ihtiyacı yeni bir iletişim yöntemi getirdi. Bu nedenle mobil RF uydu haberleşme terminalleri önemli bir iletişim yolu haline geldi. Bu terminaller herhangi bir ortamda ve hatta bulunulan araçlardan bile iletişime erişmeyi sağlıyor. Yüksek bozucu etki giderim talebi, kompak tasarım gereklilikleri ve uygun maliyetli çözümler anten sistem tasarımını zorlaştırıyor. Çünkü yüksek veri iletim hızlarına ulaşmak için anten birimi yüksek hassasiyette yönlendirilebilmelidir. Bir antenin yönelim performansını arttırmak için karmaşık ve yüksek maliyetli donanım çözümlerine ihtiyaç duymayan takip algoritmaları bulunmaktadır. Bu özelleşmiş takip algoritmaları hedefi sürekli takip etmek için hedef kaynaktan alınan sinyali geri besleme olarak kullanır. Bu tez çalışması denizcilik uygulamları için mobil RF uydu haberleşme terminalinin tasarımı, inşası ve simülasyonuna odaklanmaktadır. ASELSAN anten gimbal terminali kullanılmıştır. Bu sistem gemi platformlarında data iletişimi için kullanılır. Bu çalışmada öncelikle anten sisteminin mimarisi, bileşenleri, tasarım kriterleri ve çalışma prensipleri tanımlanmıştır. Sistem davranışını elde etmek için farklı koşullar altında sistem tanımlama testleri yapılmıştır. Gimbal sisteminin matematiksel modeli elde edilmiş ve gyro-stabilize kontrol döngüsü gerekli performans ölçümlerini gerçekleştirmek için tasarlanmıştır. Açık ve kapalı döngü yönelim stratejileri açıklanmış, uygulanmış ve simüle edilmiştir. İki kapalı döngü yönelim yöntemi çalışılmıştır ve performansları analiz edilmiştir. Bu yöntemler konik tarama ve adım takiptir. Çalışmaların sonucu ataletsel stabilizasyonun bakış hattı yönelim performansında kritik olduğunu göstermiştir. Bununla birlikte istenen yönelim hassasiyetini sağlamak için stabilizasyon tek başına yeterli değildir ve takip yöntemleri kullanılmalıdır. Simülasyonlarda sadece bakış hattı stabilizasyonu kullanıldığında haberleşme kesilmiştir. Bununla birlikte takip yöntemleri sayesinde haberleşmeye performans dalgalanmaları ile devam edilebilir ve bu performans zorlayıcı simülasyon senaryolarında bile yeterlidir. Konik taramanın adım takip yönteminden daha güvenilir ve daha gürbüz olduğuna ulaşılmıştır. Takip metodları ile yüksek bant genişliğinde ve kesintisiz iletişimin mümkün olduğu gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
The world becomes more connected with the help of increasing two-way communication day by day. High bandwidth data downlink demand independent of the range has increased excessively over the years. Also, communication need in all types of terrain conditions introduced a new communication method. Therefore, SATCOM on the move terminals become an important way of communication. These terminals provide to access communication in any environment and even at host vehicles. High disturbance rejection demand, compact design requirements and cost-effective solutions make the antenna system design challenges. Because to reach high data transmission rates antenna should be pointed with high precision. There exists tracking algorithms to increase the pointing performance of an antenna without the need for complex and costly hardware solutions. These dedicated tracking algorithms use the received signals from the target source as feedback to track the target all the time. This thesis focuses on design, modeling and control of a SATCOM on the move antenna gimbal system for maritime application. ASELSAN antenna gimbal terminal is used. This system is used in ship platforms for data communication. In this study, firstly antenna system architecture, components, gimbal design criteria and principles of operations are defined. System identification tests are performed to obtain system behavior under different conditions. Then, the mathematical model of the gimbal is obtained and the gyro-stabilized control-loop is designed to perform required performance metrics. Open and closed-loop pointing strategies are explained, implemented and simulated. Two closed-loop pointing methods are studied and their performances are analyzed. These are conical scanning and step tracking methods. The results of the studies are showed that inertial stabilization is crucial in LOS pointing performance. However, stabilization is not enough alone to provide required pointing accuracy and tracking methods should be used. Communication is lost in simulations with only LOS stabilization. However, tracking methods are provided to continue communication with oscillation in performance but it is still good enough even for the harsh simulation scenarios. It is obtained that conical scanning is more reliable and robust than step tracking technique. It is shown that uninterrupted high-bandwidth communication performance is possible with tracking methods.
Benzer Tezler
- Mikro şebekelerde güç kalitesinin iyileştirilmesi için D-STATCOM tasarımı ve analizi
D-STATCOM design and analysis for improving power quality in micro grids
OĞUZ TAŞDEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiNevşehir Hacı Bektaş Veli ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERSAN KABALCI
- Laboratuar ölçekli bir karma iletim hattında statcom kullanılarak sistem dinamik ve sürekli hal davranışlarının incelenmesi
Investigation of system dynamic and steady-state behaviours using statcom on a laboratory scale mixed transmission line
MEHMET ALİ ANADOL
Doktora
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSA AYDIN
- Küçük ölçekli rüzgar enerji sistemleri için yeni bir statcom tasarımı ve uygulaması
Design and implementation of a smart statcom in small scale wind energy systems
KENAN YANMAZ
Doktora
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI ALTAŞ
- Design, characterization, optimization, modeling and control of a bio-inspired fin based actuator system
Bio-esinlenilmiş yüzgeç tabanlı bir eyleyici sisteminin tasarımı, karakterizasyonu, optimizasyonu, modellenmesi ve kontrolü
ATAKAN DURMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA MERT ANKARALI
- Bir rüzgar türbininin modellenmesi,simulasyonu ve kontrolü
Modeling, simulation, and control of a wind turbine
İSMAİL İRFAN GÜNEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUAMMER KALYON