Microwave device modelling using novel algorithms
Yenilikçi algoritmalar kullanılarak mikrodalga cihaz tasarımı
- Tez No: 666172
- Danışmanlar: PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ, DOÇ. DR. PEYMAN MAHOUTİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 92
Özet
Intelligence Transportation Systems (ITS) is a research field in which researchers study methods and solutions to overcome problems of transportation systems in an environment friendly, low cost, and sustainable ways to reach maximum efficiency in transportation systems. The main aim of the studies of ITS is to reduce the work load of human personnel and possible human mistakes during all operation process. Todays, by means of the developments in ITS, their applications become widespread. Today many vehicles are actively using Global Position System (GPS), Wireless network communication (Wi-Fi, WiMAX, WiBro) or mobile networks (4G, 4.5G, 5G, LTE), RF or IR waves etc. are being used for machine to machine or machine- person communications, where one of the main constituents is availability of the high performance antennas. In fact, with the ever increasing need of technology and complexity of systems and their environment, need of high performance microwave antenna designs are also increased. This encourages microwave engineers to study for novel methods of modelling and prototyping to meet the high demands of communication industry. In this thesis, it was aimed at proposing novel design methodologies and technologies to meet the current unfilled antenna demands for Intelligence Transportation Systems. Thus four different types of antenna were studied: I.Patch Loaded Traveling Wave Antenna (PLTWA), II.Microstrip SIW antenna, III.Multilayer dielectric loaded lens antenna, IV.A large scale Reflectarray antenna with flat gain characteristics. Design stages and realizations of these antennas can briefly be summarized as follows: Firstly the antenna models are built up either by using 3D EM simulation tools or by Artificial Neural Network (ANN)s trained by the data sets created via 3D EM simulation tools, then these models are utilized via meta-heuristic optimization algorithms in the design stage to be ready in the realization where prototypes are produced using 3D printing technology as high performance and low cost antennas. Finally measurements have also been made for the comparison of the theoretical and experimental performance of the prototype antennas to be sure for the target to be realized. As conclusion we are glad to present our novel antenna designs in use of communication industry including Intelligence Transportation Systems to meet their current unfilled demands.
Özet (Çeviri)
Akıllı ulaşım sistemleri (AUS) araştırmacıların, çevre dostu, düşük maliyetli ve de sürdürülebilir bir çözüm yöntemini geliştirerek taşımacılıktaki problemleri giderme ve taşımacılıktaki sistem verimini maksimize etmeye odaklanmış bir araştırma konusudur. AUS'deki ana amaç olası insan hatalarını ve de insanlara ait bütün operasyon anlarındaki iş yükünü azaltmaktır. Günümüzde birçok araç aktif bir şekilde Küresel Konumlama Sistemi (GPS), Kablosuz Haberleşme sistemleri (Wi-Fi, WiMAX, WiBro), mobil ağları (4G, 4.5G, 5G, LTE), veya RF, IR dalgalarını kullanarak Makine-Makine ve/veya makine-insan haberleşmesini yapmaktadırlar. Sürekli artan teknoloji ve çevre ihtiyaçları ve bunlara bağlı artan karmaşık sistemler, yeni nesil yüksek performans mikrodalga anten tasarımlarına olan ihtiyacı da artırmıştır. Buda mikrodalga mühendislerinin endüstrinin bu yüksek taleplerini çözmek için yeni nesil, modelleme ve üretim metotlarının geliştirmesi için cesaretlendirmiştir. Bu tezde, çeşitli anten tasarımlarının yenilikçi metotlar ile tasarımı yapılarak, AUS'nin ihtiyaç duyduğu yüksek performansı yapıların tasarımı hedeflenmiştir. Burada, 4 farklı anten yapısı incelemeye alınmıştır; I.Yama Yüklü Yürüyen Dalga Anten, II.SIW (Substrate Integrated Wavequide) mikroşerit yama anten, III.Çok katlı dielektrik lens yüklü anten, IV.Düz Kazanç karakteristiğine sahip büyük ölçekli yansıtıcı dizi anten. Bu bahsi edilen anten yapılarının tasarım aşamaları kısaca şu şekilde özetlenebilinir: öncelikle anten yapıları 3B benzim araçları ve/veya bu araçlardan oluşturulan veriler ile eğitilmiş olan Yapay Sinir Ağları ile modellenmeleri, daha sonrasında ise yenilikçi meta-sezgisel algoritmalar desteği ile tasarım optimizasyonlarının gerçekleştirilmesi. 3B yazıcı teknolojisi kullanılarak tasarım optimizasyonu yapılmış devrelerin maliyetinin düşürülmesi. Son olarak ise ölçümler ve elde edilen veriler literatürde var olan rakip ve benzer çalışmalar ile kıyaslanması yapılmıştır. Sonuç olarak, 3B Simulator araçları, Yapay Sinir ağları ve meta-sezgisel optimizasyon gibi Yapay Zeka tabanlı Algoritmalar, ve 3B yazıcı teknolojisi kullanılarak, performansı yüksek, düşük maliyete sahip AUS uygulamalarına yönelik uygun anten modelleri geliştirilmiştir.
Benzer Tezler
- Özgün pinler kullanılarak tasarlanan mükemmel manyetik iletken tabanlı mahfazalar ile elektromanyetik girişimin azaltılması
Reducing electromagnetic interference with perfect magnetic conductor based enclosures designed by using novel pins
TUBA GÖZLÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET YAHYA TEŞNELİ
- Numerical analysis, design and two port equivalent circuit models for split ring resonator arrays
Yarıklı halka rezonatör dizilerinin sayısal analizi, tasarımı ve iki kapılı eşdeğer devre modellemesi
PINAR YAŞAR ÖRTEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN
- 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
- Dielektrik ısıtmanın FDTD metoduyla modellenmesi
FDTD modelling of dielectric heating
HATİCE BİÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ OKTAY
- 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