Browsing by Author "Üçüncü, Murat"

Now showing 1 - 7 of 7

AFDX (Avionics full duplex switched ethernet) network simulation and performance analysis
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2022) Peşkircioğlu Gökçe, İpek; Üçüncü, Murat
AFDX (Avionics Full Duplex Switched Ethernet) also known as ARINC 664 Part 7 is a leading ethernet-based avionics data network used for safety-critical applications having real-time requirements with dedicated bandwidth utilizations. In order to construct a proper AFDX architecture, network configuration aspects such as Bandwidth Allocation Gap, Virtual Link assignment and network topology should be defined by considering performance metrics including line utilization, average and worst-case timings, switch queueing latencies and buffer occupancies in order to satisfy real-time requirements. This thesis is intended to present an AFDX Simulation model that evaluates mentioned aspects of the network before setting-up the actual system. To this end, first the existing OMNeT++ AFDX Model is improved to make a more realistic and easily configurable simulation. Additionally, in order to make the simulation modifiable for those who are not familiar with the OMNeT++ environment and get readable results, a new network configuration and analysis tool, named as ANCAT is proposed. AFDX model and ANCAT are verified with multiple custom-designed experiments and comparison to analytical queueing models. Finally, some realistic network scenarios that both evaluate AFDX performance and demonstrate the capability of the developed OMNeT++ model is represented. ARINC 664 Part 7 olarak da bilinen AFDX, günümüzde emniyet açısından kritik, gerçek zamanlı gereksinimleri ve kendine ayrılmış bant genişliği ihtiyacı olan hava aracı sistemlerinde yaygın olarak kullanılan gerçek zamanlı bir ethernet protokolüdür. Gerçek zamanlı gereksinimleri karşılayabilecek ve en kötü durumlarda bile beklenildiği gibi çalışabilecek bir AFDX mimarisi kurabilmek için AFDX’e has bant genişliği yerleşim aralığı (BAG), sanal bağ atamaları ve ağ yağısı gibi ayarlar, uçtan uca gecikmeler, anahtar gecikmeleri ve doluluk oranları gibi performans kriterleri göz önünde bulunudurularak tasarım yapılmalıdır. Bu çalışmada, bir AFDX mimarisini fiziksel olarak kurup çalıştırmadan söz konusu kıstasları elde edebilmek ve inceleyebilmek için kullanılmak üzere bir AFDX simülasyonu hazırlanması amaçlanmıştır. Bu amaçla, daha önceden oluşturulmuş OMNeT++ AFDX modelindeki eksiklikler giderilmiş, model daha gerçekçi ve kolayca konfigüre edilebilir hale getirilmiştir. Ayrıca, daha önce OMNeT++ ile uğraşmamış kişiler için de simülasonu daha kolay konfigüre edilebilir hale getirebilmek ve okunabilir simülasyon çıktıları elde edebilmek için yeni bir ağ konfigürasyon ve analiz aracı (ANCAT) geliştirilmiştir. Son olarak AFDX modeli ve ANCAT aracını kullanarak teorik ve gerçekçi senaryolar içeren pek çok deney yapılmış, bu deney sonuçlarından yola çıkarak ürünler doğrulanmıştır.
Ataletsel navigasyon sistemlerinde kestirim için farklı yöntemlerin performanslarının karşılaştırılması
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2022) Gögüş, Bekir; Üçüncü, Murat
Navigasyon sistemleri, belirli bir referans noktası yardımıyla bir nesnenin konum, hız ve yönelim bilgisini bulan sistemlerdir. Bu sistemlerden en önde gelenlerden birisi de Ataletsel Navigasyon Sistemidir. Bu sistem, dış uyaranlardan bağımsız kendi dahili sistemiyle çalıştığından dolayı tercih edilme oranı gittikçe artmaktadır. Ataletsel Navigasyon Sistemi, bünyesinde barındırdığı ivmeölçer ve dönüölçer sensörlerinden gelen verileri kullanarak bir aracın, konum, yönelim veya hız bilgileri kestirim algoritmaları ile tahmin edilebilir. Bu çalışmada veri seti, bir otomobilin hızlanma verilerinden oluşmaktadır. Bu veriler, şehirler arası bir yolda 30,4 km mesafede değişken hızlar altında oluşturulmuştur. Ölçümler, bir akıllı telefonda MATLAB uygulaması çalıştırılarak elde edilmiştir. Bu zamana kadar yapılan çalışmalarda kestirim için ağırlıklı olarak Kalman Filtre algoritmaları kullanılmıştır. Bu tez çalışmasında ise kestirim algoritmaları olarak geleneksel kestirim yöntemi olan Kalman Filtresinin yanı sıra kendini ispat etmiş derin öğrenme algoritmalarından Uzun Kısa Süreli Bellek (Long Short-Term Memory, LSTM), Çift Yönlü Uzun Kısa Süreli Bellek (Bidirectional Long Short-Term Memory, BLSTM) ve Geçitli Tekrarlayan Birimler (Gated Recurrent Unit, GRU) kullanılmıştır. Bu derin öğrenme algoritmaları farklı optimize edicilerle eğitilerek optimize edicilerin kestirim sonuçlarına etkileri de incelenmiştir. Tez kapsamında detayları verilen benzetim çalışmalarında elde edilen bulgular dikkate alındığında; en başarılı sonuç 2,5414 RMSE değeri ile GRU derin öğrenme ağına aittir. LSTM ve BLSTM derin öğrenme ağlarında ise sırasıyla 2,5547 ve 2,7592 RMSE değerleri elde edilmiştir. Kalman Filtresi ile yapılan çalışmalarda ise RMSE 2,9322 bulunmuştur. Navigation systems are systems that find the position, velocity and orientation information of an object with the help of a specific reference point. One of the most prominent of these systems is the Inertial Navigation System. Since this system works with its own internal system independent of external stimuli, its preference rate is increasing. Inertial Navigation System can estimate the position, orientation or velocity information of a vehicle with estimation algorithms by using data from accelerometer and rotometer sensors. In this study, the dataset consists of acceleration data of an automobile. These data were generated under variable speeds at a distance of 30.4 km on an intercity road. The measurements were obtained by running a MATLAB application on a smartphone. In previous studies, Kalman Filter algorithms have been predominantly used for estimation. In this thesis, in addition to the traditional Kalman Filter, the proven deep learning algorithms Long Short Term Memory (LSTM), Bidirectional Long Short Term Memory (BLSTM) and Gated Recurrent Units (GRU) are used as prediction algorithms. These deep learning algorithms were trained with different optimizers and the effects of the optimizers on the prediction results were also examined. Considering the findings obtained in the simulation studies detailed in the thesis, the most successful result belongs to the GRU deep learning network with an RMSE value of 2.5414. In LSTM and BLSTM deep learning networks, RMSE values of 2.5547 and 2.7592 were obtained respectively. In the studies conducted with the Kalman Filter, the RMSE was found to be 2.9322.
A case study on underwater communicatıon based on 5G technology
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Atalay, Cemil Mervan; Üçüncü, Murat
Today’s technology has begun to improve very fast and communication technology tries to adapt this positive change. Bigger bandwidths become a strong requirement for improved communication technology. In order to satisfy these requirements, RF 5G technology has been developed which promises a faster communication experience for end users. Faster communication not only requires bigger bandwidths but also requires a reliable and robust connection between end users. However, it is not possible to meet the new RF 5G requirements with old communication techniques since 5G aims to operate at 1 Ghz and above which brings problems as multipath, scattering due to the increase in radio frequency. Fortunately, 5G community has solved these multipath and scattering problems in the data link layer. In underwater acoustic communication, the most challenging tasks are to recover incoming signal from multipath and scattering effects and without a state of the receiver design, it is very hard to communicate. However, we noticed that the multipath and scattering problems of RF 5G technology which arises due to the increase in frequency are the also the basic problems of Underwater communication systems. RF 5G technology has solved this problem in the data link layer by using OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) as a modulation scheme which has started to be used with the introduction of 4G technology together with Polar Codes as forward error coding of control channel[29]. Therefore, we decided to create a state-of-the-art system that combines data link layer of RF 5G technology with best underwater acoustic (UWA) communication techniques to overcome multipath and scattering problems of UWA and we called this system Underwater 5G technology. In this thesis, in order to construct a real time operating end to end UWA system we combined many successful telecommunication techniques of both RF and UWA communication. This system, which is called Underwater 5G technology, is prepared on MATLAB with System Generator blocks therefore it can be directly implemented on Xilinx’s FPGAs. We explained every step of the design and cleared the reasons of why the specific modules are used. In this way, the users of the system can tune the parameters according to their system performance requirements. Underwater 5G Technology has a robust design that can establish a reliable connection at very noisy channels. As the performance criteria, the system can communicate at 7 dB SNR (Signal to Noise ratio) with very low bit error rate. These ratings are nearly hundred times better than similar works on the literature [11]. Underwater 5G technology not only better in terms of performance criteria but also it is more applicable with its easy design parameters. Günümüzde teknoloji çok hızlı gelişmeye başladı ve haberleşme teknolojisi bu olumlu değişime uyum sağlamaya çalışıyor. Daha büyük bant genişlikleri, gelişmiş bir haberleşme sistemi için en önemli gereksinimlerden birini oluşturmuş durumda. Bu gereksinimleri karşılamak için, son kullanıcılara daha hızlı bir haberleşme deneyimi vaat eden RF 5G teknolojisi geliştirildi. Daha hızlı iletişim yalnızca daha fazla bant genişliği gerektirmekle kalmaz, aynı zamanda son kullanıcılar arasında güvenilir ve sağlam bir bağlantı gerektirir. Ancak 5G'nin 1 Ghz ve üzerinde çalışmayı hedeflemesi, radyo frekansının artması nedeniyle kullanıcıya birden fazla sayıda ulaşma, yayılma ve saçılma gibi sorunları beraberinde getirdiği için eski iletişim teknikleriyle yeni RF 5G gereksinimlerini karşılamak mümkün değildir. Neyse ki 5G topluluğu, veri bağlantı katmanındaki bu çok yollu ve saçılma sorunlarını çözdü. Sualtı akustik iletişiminde ise en zorlu görevler, gelen sinyali çok yollu ve saçılma etkilerinden kurtarmaktır. Kullanılan almaç tasarımında mükemmel bir mimari kurmadan, gelen verileri anlamlandırmak ve iletişim kurmak oldukça zordur. Ancak RF 5G teknolojisinin frekans artışına bağlı olarak ortaya çıkan çok yollu ve saçılma problemlerinin aynı zamanda Sualtı iletişim sistemlerinin temel problemleri olduğunu fark ettik. RF 5G teknolojisi, veri bağlantı katmanının kontrol kanalında ileri yönlü hata düzeltme algoritması olarak Polar Kodları, 4G teknolojisinin tanıtılmasıyla kullanılmaya başlanan modülasyon şeması OFDM'i (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ile kullanarak bu sorunu çözmüştür. Bu nedenle, Sualtı akustik kanalda meydana gelen çok yollu ve saçılma problemlerinin üstesinden gelmek için RF 5G teknolojisinin veri bağlantı katmanındaki uygulanabilir tekniklerini, en iyi su altı akustik haberleşme teknikleriyle birleştiren son teknoloji bir sistem oluşturmaya karar verdik ve bu sisteme Sualtı 5G teknolojisi adını verdik. Bu tezde, gerçek zamanlı çalışan bir uçtan uca sualtı akustik haberleşme sistemi oluşturmak için hem kablosuz haberleşmede hem de sualtı haberleşmesinde kullanılan birçok başarılı telekomünikasyon tekniğini birleştirdik. Sualtı 5G teknolojisi olarak adlandırdığımız bu sistemi, MATLAB üzerinde System Generator blokları ile hazırlandık, bu sayede sistemimiz Xilinx'in FPGA'ları üzerinde doğrudan uygulanabilir hale geldi. Tasarımın her adımını ve kullanılan modüllerin neden kullanıldığının açıkladık. Bu şekilde, sistem kullanıcıları parametreleri sistem performans gereksinimlerine göre ayarlayabilirler. Sualtı 5G Teknolojisi, çok gürültülü kanallarda güvenilir bir bağlantı kurabilen sağlam bir tasarıma sahiptir. Performans kriteri olarak, sistem düşük hata yapma oranıyla 7 dB Sinyal Gürültü oranı olan kanallarda iletişim kurabilir. Aynı gürültüye sahip ortamlardaki hata oranları, literatürdeki benzer çalışmalardan neredeyse yüz kat daha iyi performansa sahiptir. Sualtı 5G teknolojisi sadece performans kriterleri açısından daha iyi değil, aynı zamanda kolay tasarım parametreleri ile daha uygulanabilir bir sistem konumundadır.
Farklı tip çukur imla tasarımına sahip harp başlığı modellemesi ve benzetimi
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2023) Albayrak, Kerem Can; Üçüncü, Murat
Çukur imla, bir fünye yardımı ile içerisinde infilak eden patlayıcı malzemenin oluşturduğu enerjiyi tek bir noktaya yoğunlaştırıp metal malzemeden oluşan çukur imla astarına aktaran harp başlığı türüdür. Çukur imla günümüzde metalleri kesme ve şekil verme, zırh delme ve petrol bulma ile çıkarma gibi alanlarda da kullanılmaktadır. Çukur imla zırh delmek amacıyla kullanılan bir füzenin en önemli alt sistemlerinden biridir. Kimyasal reaksiyonlar ile jet oluşturarak füzelerin çarptığı hedefin zırhını delmeyi sağlayan bir teçhizattır. Patlayıcı malzemenin infilak reaksiyonunun başlamasıyla oluşan yüksek basınç ile çukur imla astarını jete dönüştürerek astara kinetik enerji kazandırmaktadır. 8.000 – 12.000 m/sn hız mertebelerine çıkan jet tank ve zırhlı araç zırhlarına çarptığında onları delme kabiliyetine sahip olmaktadır. Bu tez çalışmasında, zırh delme yeteneğine sahip füzelerin içerisinde yer alan çukur imla boyutlarını değiştirmeden sadece çukur imla astarı geometrilerini değiştirerek delme derinliğinin arttırılması hedeflenmiştir. Bu kapsamda, literatürde yer alan çukur imlaların standart ölçülerine benzer bir dış kabuk içerisinde Konik, Trompet ve Elipsoit geometrilerde 2 boyutta 3 farklı çukur imla tasarımı gerçekleştirilmiştir. Çukur imla tasarımında AUTODYN yazılım paketi kullanılmıştır. Tasarımı takiben çukur imlanın oluşturduğu jetin zırhı delme derinliğine yönelik çeşitli benzetim çalışmaları yapılmıştır. Literatürde yer alan benzer çalışmalar aynı parametreler kullanılarak AUTODYN yazılım paketi vasıtasıyla benzetimler yapılarak bu tez çalışmasında kullanılan model doğrulanmıştır. Diğer çalışmalarda elde edilen sonuçlar ile bu tez çalışmasındaki sonuçlar mukayese edilmiştir. İdeal delme derinliğinin tespit edilmesini sağlayan parametreleri belirlemek amacıyla bir seri benzetim çalışması yapılmıştır. Bu çalışmalardan elde edilen optimal parametreler ile 3 farklı modelin benzetimleri gerçekleştirilmiş, jet oluşumları ve zırh delme etkinlik değerleri incelenmiştir. AUTODYN Programı çıktılarına göre 3 farklı modelin benzetimi sonucu jet oluşumları ve zırh delme derinliği değerleri incelenmiş ve birbiri ile karşılaştırılmıştır. Trompet geometriye sahip çukur imla astarı tasarımı, HMX patlayıcı malzeme, 1,5 mm çukur imla kalınlığı ve çukur imla çapının 1,5 katı uzaklıkta yer alan hedefin olduğu parametrelerin seçildiği durumda yapılan benzetim çalışmasında Trompet çukur imla ile en yükse delme derinliğinin elde edildiği görülmüştür.Hollow Shaped Charge is a type of warhead that concentrates the energy created by the explosive material inside with the help of a detonator and transfers it to a liner made of metal material. Today, shaped charge is also used in areas such as cutting and shaping metals, armor drilling, and oil discovery and extraction. Shaped Charge is one of the most important subsystems of a missile used to penetrate armor. It is a device that allows piercing the armor of the target hit by the missiles by forming jets with chemical reactions. With the high pressure created by the initiation of the detonation reaction of the explosive material, the shaped charge liner is transformed into a jet, giving the liner a kinetic energy. The jet, which reaches speeds of 8,000 – 12,000 m/s, has the ability to penetrate tanks and armored vehicles when it hits their armor. In this thesis, it is aimed to increase the penetration depth by only changing the shaped charge liner geometries without changing the size of the shaped charge in the armor-piercing missiles. In this context, 3 different orthographic designs in 2 dimensions in Conical, Trumpet and Ellipsoid geometries were carried out in an outer shell similar to the standard dimensions of the shaped charge in the literature. The AUTODYN software package was used in the shaped charge design. Following the design, various simulation studies have been carried out for the armor penetration depth of the jet formed by the shaped charge. The model used in this thesis study was verified with similar studies in the literature which carried out simulations with the AUTODYN software package using the same parameters. The results obtained in other studies were compared with the results of this thesis study. A series of simulation studies were carried out to determine the parameters that allow the ideal penetration depth to be determined. With the optimal parameters obtained from these studies, 3 different models were simulated, jet formations and armor penetration efficiency values were examined. As a result of the simulation of 3 different models according to the AUTODYN Program outputs, jet formations and armor penetration depth values were examined and compared with each other. In the simulation study, it was observed that the highest penetration depth was obtained with the trumpet geometry liner design, in the case of the parameters with the trumpet geometry shaped liner design, HMX explosive material, 1.5 mm liner thickness, and the target located 1.5 times the shaped charge diameter.
Graph-based object classification techniques for autonomous vehicle radar sensors
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2023) Sevimli, Rasim Akın; Üçüncü, Murat; Koç, Aykut
As the automotive industry continues to evolve, the importance of visual perception systems that provide situational awareness to autonomous vehicles has become crucial. While traditional deep neural networks have been successful in solving 2D Euclidean problems over the past decade, the analysis of point clouds, especially RADAR data, presents significant challenges owing to its irregular structure and intricate 3D geometry, which are not well-suited for 2D signal processing. To address this issue, we propose two novel approaches by using Graph and Transformer based classification methods for RADAR point clouds in this thesis. The novel aspect of these studies lie in the development of an object point detection pipeline utilizing Graph and/or Transformer based methods. Each of the created models utilizes a deep learning structure from start to finish, incorporating graph convolutions on both RADAR points and feature vectors. Feature vectors are generated within the GSP framework to create a contextualized representation of the sensor data. As the movement towards comprehensive deep learning methods continues to grow in popularity, we initially present the RADAR-DGCNN and RADAR-PointNGCNN methods, both of which are constructed using graph-oriented algorithms. While our initial suggested approaches predominantly utilize graph-related methods, we improve the classification outcomes by integrating adaptations into a Transformer network within the GSP framework. To validate the effectiveness of our proposed methods, we conduct experiments using publicly available nuScenes and RadarScenes point cloud datasets. Through extensive experimentation on these challenging benchmark datasets, we demonstrate that our proposed method outperforms state-of-the-art baselines studied on the RADAR point cloud in terms of performance.Otomotiv endüstrisi geliştikçe, otonom araçlara durumsal farkındalık sağlayan görsel algılama sistemlerinin önemi hayati hale gelmiştir. Geleneksel derin sinir ağları son on yılda 2D Öklid problemleri çözmede başarılı olmuş olsa da, nokta bulutlarının analizi, özellikle RADAR verisi, düzensiz yapısı ve karmaşık 3D geometrisi nedeniyle 2D sinyal işleme için uygun değildir ve önemli zorluklar çıkarmaktadır. Bu sorunu çözmek için, bu tezde RADAR nokta bulutları için Çizge ve Dönüştürücü tabanlı sınıflandırma yöntemleri kullanarak iki yeni metot önerilmektedir. Bu çalışmaların yenilikçi yönü, Çizge ve/veya Dönüştürücü tabanlı yöntemler kullanılarak nesne nokta tespiti yapılabilen bir yapı geliştirmekte yatmaktadır. Oluşturulan her bir model, baştan sona derin öğrenme yapısını kullanırken RADAR noktaları ve öznitelik vektörleri üzerinde çizge evreşimlerini içermektedir. Öznitelik vektörleri, sensör verilerinin bağlamsal bir temsili oluşturmak amacıyla GSP çatısı altında üretilmektedir. Kapsamlı derin öğrenme yöntemlerine yönelik eğilimin popülaritesi artmaya devam ederken, her ikisi de çizge tabanlı algoritmalar kullanılarak oluşturulan RADAR-DGCNN ve RADAR-PointNGCNN yöntemler önerilmektedir. Başlangıçta önerdiğimiz yaklaşımlarımız çoğunlukla çizge ile ilişkilendirilen yöntemleri kullanırken, sınıflandırma sonuçlarını GSP çatısı altında bir Dönüştürücü ağına uyarlama ile iyileştirilmiştir. Önerilen yöntemlerimizin etkinliğini doğrulamak için halka açık nuScenes ve RadarScenes nokta bulutu veri kümelerini kullanarak deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu zorlu karşılaştırmalı veri kümeleri üzerinde yapılan geniş kapsamlı deneylerle, önerilen yöntemimizin RADAR nokta bulutu üzerindeki performans açısından mevcut en iyi temel yöntemleri geride bıraktığı görülmüştür.
Hava platformları için geniş bantlı bıçak anten tasarımı
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Güzel, Burcu; Üçüncü, Murat
Hava platformlarında haberleşme ve elektronik uygulamalarında, VHF, UHF ve L bantlarda çok yönlü ışıma yapan, geniş bantlı antenlere ihtiyaç duyulmaktadır. Düzlemsel dipol/monopol, diskon antenler, spiral antenler, halka şeklindeki yuva antenler, bıçak antenler havacılık uygulamalarında sıklıkla yer alan anten türleridir. Bu antenler, boyutları, aerodinamik yapıları, ışıma örüntüleri, kazançları gibi bazı anten parametrelerinde farklılık gösterebilmektedir. Bıçak antenlerin ışıma örüntülerinin çok yönlü olması, bant genişliğinin fazla olması, kompakt boyutlara sahip olmaları nedeniyle hava platformlarında tercih edildiği görülmektedir. Bıçak antenler bir nevi monopol anten türüdür. Monopol antenler yapıları gereği, bir yer düzlemine ihtiyaç duyarlar. Havacılık uygulamalarında kullanılan bıçak antenler yer düzlemi olarak hava araçlarının dış katmanını kullanırlar. Bıçak antenlerin, üzerinde çentikler bulunmaktadır. Bu çentiklerin amacı, antenin boyunu kısaltmak ve kalite faktörünü (Q) düşürerek antenin geniş bantlı olmasını sağlamaktır. Bu tez çalışmasında, hava araçları için geniş frekans bandına sahip bir bıçak anten tasarımı yapılmıştır. Empedans uyumunun sağlandığı frekans aralığı 0.82 GHz – 2.04 GHz’ dir. Bu frekans bandında 6.48 dB’e kadar anten kazancına ulaşılmıştır. Işıma örüntüsü çok yönlüdür. Tasarlanan bıçak antenin yüksekliği 95 mm ve kullanılan yer düzleminin boyutları da 500 x 500 mm2’dir. Ek olarak, çentikli bıçak anten ile aynı frekans bandına, aynı boyutlara ve aynı yer düzlemine sahip düz (çentiksiz) bıçak anten tasarımı da yapılmış ve her iki anten mukayese edilmiştir. Bıçak antenin birçok açıdan düz antene göre üstünlükleri olduğu gösterilmiştir. Aynı parametre ölçülerine sahip tasarımı yapılan çentikli ve düz bıçak antenlerin üretimi yapılmıştır. Üretilen antenlerin S11 ölçüm sonuçları ile tasarımı yapılan antenlerin simülasyon sonuçlarının birbirine benzer olduğu görülmüştür. Böylece ortaya konan anten tasarımı üretim ile de doğrulanmıştır. Communication and electronic warfare application in avionics requires broadband antennas which provides omnidirectional radiation in VHF, UHF and L bands. Planar dipole/monopole, discone, spiral, annular slot and blade antennas are frequently used antennas in air platforms. These antennas may differ in some antenna parameters such as size, aerodynamic structure, radiation patterns, and gain. Blade antennas are preferred to be used in air platforms due to their omnidirectional radiation pattern, comparatively large bandwidth and compact size. In fact, blade antennas are a sort of monopole antennas. Monopole antennas requires a ground plane as a necessity of their structure. Blade antennas used in avionics utilizes the outer surface of the air platform as the ground plane. Blade antennas includes notches on each side of antenna, in front and at the rear of the antenna. The objective of implementing notches on the blade antenna is to shorten the height of the antenna, which in turn results in a reduction of the Q, Quality factor, to achieve a broadband antenna. In this thesis, a broadband blade antenna suitable to be used in air platforms has been designed. Impedance matching is achieved in the frequency range of 0.82 GHz-2.04 GHz. A gain of 6.48 dB is achieved within this frequency band. The radiation pattern is shown to be omnidirectional. The designed blade antenna height is 95 mm and the dimension of ground plane used is 500 x 500 mm2. Additionally, a flat antenna with no notches on the antenna has been designed by taking the same frequency band, the same dimensions and the same ground plane. It has been shown that the blade antenna with notches has shown superiority over the flat antenna.The designed blade antenna with notches and the flat antenna with the same parameters used in the design were fabricated. The measurement of S11 for the fabricated antennas provided similar values to the simulation results of the designed antennas. Thus, the antenna design in this thesis has been tested and proven through antennas’ fabrication.
Koaksiyel Hatlarla Alçak Geçiren Filtre Tasarımı ve Üretimi
(Başkent Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 2022) Yılmaz, Ebru; Üçüncü, Murat
Günümüz haberleşme sistemlerinde büyük bir sorun olarak görülen istenmeyen sinyalleri (gürültü) bastırmak ve iletilmesi istenen sinyallerin elektro manyetik ortamdaki diğer sinyaller ile karışmasını engellemek amacı ile filtre kullanımı önem arz etmektedir. Bununla beraber iletişim teknolojilerinde daha geniş bant genişliği ve daha yüksek güce olan talep de sürekli artmaktadır. Sinyal saflığı üzerindeki kısıtlamalar korunurken iletişim şemalarının karmaşıklığı artar. Yüksek sinyal saflığı kıstasları, özellikle yüksek güç ve yüksek frekanslarda mikrodalga filtrelerinin kullanımını gerektirmektedir. Yüksek güç kapasitesine ve düşük ekleme kaybına sahip mikrodalga filtreler, birçok iletişim sisteminde kritik yapı taşlarıdır. Bu tezde, koaksiyel iletim hattı kullanarak alçak geçiren filtre tasarlanmıştır. Filtre tasarımında mikrodalga ve 3 boyutlu elektromanyetik simülatörlerden yararlanılmıştır. Tasarımı yapılan filtre üretilmiştir. Üretilen filtrenin temel özellikleri RF ölçüm cihazları kullanılarak karakterize edilmiş ve tasarımı yapılan filtrenin özellikleri ile mukayese yapılmıştır. Tasarlanan filtre ile üretilen filtrenin frekans cevaplarının birbirine çok yakın olduğu gösterilmiştir. Netice olarak, bu tezde koaksiyel iletim hattı kullanılarak 6 GHz geçiş bandında 23 dB geri dönüş kaybına sahip ve 9 GHz’de 50 dB civarı bastırma sağlayan bir alçak geçiren filtre tasarımı ve üretimi yapılmıştır. The use of electronic filters has become very important to suppress undesired signals such as noise and allow the desired signal transmission without interfering with other signals available in electromagnetic spectrum, which is a challenging problem in today’s communication. On the other hand, the demand for broader bandwidth and higher power in communication technologies are constantly increasing. The strict restrictions on signal purity results in the increase of the complexity of the trasmisson system used. It becomes necessary to use microwave filters especially in high frequency and high power aplications. Therefore, microwave filters with high power and low insertion loss are the basic building blocks in several communication systems. In this thesis, a low pass filter using coaxial transmission line is designed. Microwave and 3D electromagnetic simulators were used to facilitate the design. The designed filter is produced and characterized by using standardized RF measuring devices. It has been shown that the frequency response of the designed filter and manufactured filter is very close to each other. As a result, a Low Pass Filter with a cut off frequency of 6 GHz with 23 dB return loss and a sharp attenuation of approximately 46 dB at 9 GHz is designed and produced by using coaxial transmission lines successfully.