Design of wideband reflectarrays by using neural networks
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik Ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: GÜRSU KARATEKE
Danışman: Lale Alatan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Yansıtıcı dizi antenlerinin tasarımı sırasında, belirli bir geometriye sahip bir birim hücrenin faz tasarım eğrisi kullanılır. Bu eğriler, dizinin merkez frekansında birim hücreyi simüle ederek ve fazı değiştirmek için kullanılan birim hücrenin değişkenine göre yansıma katsayısının fazını çizerek elde edilir. Ancak, bu yaklaşım geniş bantlarda çalışan yansıtıcı dizi antenleri tasarlamak için yeterli değildir. Kaynaktan gönderilen frekans tasarım frekansından saparsa, yansıma fazı değişir, bu da seviyesi artan yan huzmelere ve daha geniş ana huzmeye neden olur. Dizinin geniş frekans bandında çalışabilmesi için dizi merkezinden farklı mesafelerdeki elemanların fazının frekansa göre değişiminin de farklı olması gerekmektedir. Bu nedenle birim hücrenin tek bir değişkeni, merkez frekanstaki yansıma fazına ek olarak bant aralığındaki frekansa göre faz değişimini kontrol etmek için yeterli olmayacaktır. Dolayısıyla, birim hücrenin çoklu parametrelerini optimize etmek için kapsamlı bir tasarım yaklaşımı gereklidir. Literatürde, geniş bantlı yansıtıcı dizi tasarımı için birim hücrenin eşdeğer devre modelini kullanan ve filtre tasarımına dayanan yaklaşımlar önerilmiştir. Bu yaklaşımlar etkili olmasına rağmen, birim hücrenin parametreleri ile eşdeğer devredeki indüktans ve kapasitans değerleri arasındaki ilişki açıkça ifade edilemediğinde uygulanabilir olmaktan çıkmaktadır. Bu tezde, üç bağımsız parametre ile karakterize edilen bir birim hücre ele alınmış ve birim hücrenin tam dalga simülasyon sonuçlarını kullanarak, istenen bant için merkezde ve ayrıca daha düşük ve üst frekanslarda üç bağımsız parametrenin farklı kombinasyonları için bir sinir ağı modeli oluşturulmuştur. Sinir ağı modeline girenler, üç frekansta gereken yansıma faz değerleri ve çıkışlar, istenen faz değerlerini veren birim hücrenin üç parametresidir. Bu yaklaşımla tasarlanan dizinin ışıma örüntüleri, iki parametreyi üçüncü parametre cinsinden ifade ederek elemek suretiyle elde edilen faz tasarım eğrisini kullanarak tasarlanan dizi sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Üç optimize edilmiş parametre ile sinir ağı modeline dayalı tasarımın, çalışma bant genişliği içinde stabil bir ana hüzme ve bandın kenarlarında -19 dB'nin altında yan lop seviyeleri sağladığı, tek optimize edilmiş parametre ile tasarımın ise merkez frekansta benzer bir performans sağladığı ancak bandın kenar frekanslarında daha geniş huzme genişliği ve -12dB kadar yüksek yan huzme seviyeleri verdiği gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: yansıtıcı dizi anten, çok katmanlı, geniş bant, ileri beslemeli sinir ağı