Radiation pattern synthesis of a single antenna using characteristic modes analysis and Bayesian inference
Karakteristik modlar analizi ve Bayesci yaklaşım ile tek anten yapılarında ışıma örüntüsü sentezleme
- Tez No: 821243
- Danışmanlar: PROF. DR. ALAAELDEEN BARAKAT AHMED ELROUBY, DOÇ. DR. HULUSİ AÇIKGÖZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu çalışmada, tek anten platformu üzerinde istenilen ışıma örüntüsü elde edebilmek için bir yöntem sunulmuştur. Bu yöntemin uygulanması üç temel adımdan oluşmaktadır. İlk adımda, anten yapısını oluşturmak için Karakteristik Modlar Analizinden faydalanılmıştır. Bu analiz ile uyarılması istenilen modlar elde edilmiştir. Ayrıca, bu modları etkili bir şekilde uyarmak için gerekli olan besleme elemanlarının yerleri de bu analiz yöntemiyle seçilmiştir. Böylelikle, hem iki beslemeli hem de dört beslemeli tek anten yapı tasarımları karakteristik modlar analizi ile sağlanmıştır. Bu yapılarda istenilen ışıma örüntüsünü elde edebilmek için besleme elemanlarının faz ve genlik değerleri kritik öneme sahiptir. Bu değerleri belirlemek için Bayesci yaklaşım'dan faydalanılmıştır. Fakat bu yaklaşımda örnekleme algoritmaları yer alır ve anten tasarımının defalarca çözümlenmesi gerekir. Bu sebeplerden dolayı, eldeki modeller ile Bayesci yaklaşımını uygulamak hesaplama külfeti açısından uygulanabilir değildir. Bu külfetten kurtulmak için vekil modeller kullanılmıştır. Vekil modellerin Polinom Kaos Açılımı yöntemi ile oluşturulması bu tezin ikinci adımını oluşturmaktadır. Vekil modellerin doğruluğu için hata analizi çalışmaları yürütülmüş ve tezin bütün çalışmalarında vekil modeller kullanılmıştır. Vekil modeller ile önce hassasiyet analizi yürütülmüştür. Bu analiz ile model karmaşıklığını azaltmak amaçlanmış ve bazı ışıma örüntüleri için daha az karmaşık modellerin de kullanılabileceği gösterilmiştir. Tezin üçüncü adımı olarak vekil modeller Bayesci yaklaşımda kullanılmıştır. İstenilen bir ışıma örüntüsü için besleme elemanlarının faz ve genlik değerleri çıkarılmıştır. Son olarak, çıkarımsal olarak elde edilen faz ve genlik değerleri ile istenilen ışıma örüntüsü ve sentezlenen örüntü karşılaştırmaları yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, a method is provided to obtain the desired pattern for the single antennas. The application of the method is based on three main steps. First, Characteristic Modes Analysis (CMA) is applied to design the antenna structure. The desired modes to be excited are chosen based on CMA results. In addition, the locations of the coupling elements that are responsible for the excitation of the modes are determined with the help of CMA. Thus, single antennas with two ports and four ports are designed. The phase and magnitude values of coupling elements are crucial to obtain the desired pattern. In order to specify their values, the Bayesian inference framework is utilized. However, this framework involves sampling algorithms, and the antenna needs to be computed multiple times. Therefore, the computational models are not efficient to be used in the Bayesian framework in terms of computational costs. In order to alleviate the computational burden, surrogate models are implemented in this thesis. The surrogate models are built with Polynomial Chaos Expansion (PCE), which constitutes the second step of the thesis. The accuracy of the surrogate models is secured with the performed error analyses, and it is replaced with the computational model throughout the thesis research. The surrogate models are first used for sensitivity analysis to reduce the complexity of the overall antenna structure. It is observed that the original model can be replaced with the reduced one for some radiation patterns. In the last step of the thesis, the surrogate models are utilized in the Bayesian framework. The phase and magnitude values of coupling elements are inferred for the desired patterns. The inferred values are verified by comparing the desired and the synthesized patterns.
Benzer Tezler
- Çizgisel, düzlemsel ve dairesel anten dizilerinde genetik algoritma kullanarak örüntü şekillendirme
Antenna array pattern synthesis in linear, planar and circular arrays by use of genetic algorithm
AYDINER TAŞKIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÇİĞDEM SEÇKİN GÜREL
- Faz modları kullanılarak silindirik dizi antenlerinin hızlı tasarımı ve analizi
Fast analysis and design of cylindrical array antennas via phase modes
HASAN AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZDEMİR
- Tabu araştırma ve karınca koloni optimizasyon algoritmaları ile anten dizilerinde demet şekillendirme ve diyagram sıfırlama
Beam shaping and pattern nulling of antenna arrays using tabu search and ant colony optimization algorithms
ALİ AKDAĞLI
Doktora
Türkçe
2002
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KERİM GÜNEY
- Konformal anten dizilerinin sentezi için optimizasyon yaklaşımı
Optimization approach for the synthesis of conformal antenna arrays
MAHMUD ESAD YİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT TAYFUN GÜNEL
- Yapay bağışıklık algoritmaları ile lineer anten dizi sentezi
Linear antenna array synthesis using artificial immune algorithms
BİLAL BABAYİĞİT
Doktora
Türkçe
2007
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolErciyes ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. KERİM GÜNEY