Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Atalay KOCAKUŞAK
Danışman: Selçuk Helhel
Özet:
Savunma sistemlerinin temel bileşenlerinden olan kablosuz haberleşme ekipmanları sistemin toplam radar kesit alanını (RKA) büyük oranda etkilemekte ve düşman tarafından kolaylıkla algılanmasına neden olmaktadır. Bu ekipmanların aktif ya da pasif durumda olmasına bağlı olarak radar kesit alanı değerinin değiştiği bilinmektedir. Bu nedenle genel anlamda askeri sistemlerin özel anlamda bu sistemlerin haberleşme bileşenlerinin ve daha özel anlamda haberleşme sistemlerinin temel unsurlarından olan anten bileşenlerinin olabildiğince küçültülmesi veya görünmez hale getirilmesi sistemin toplam RKA değerini küçültmek için kritik öneme sahiptir. Anten boyutlarının küçülmesi (tipik olarak yama anten kullanılması) doğal olarak aktarılacak gücün küçülmesi anlamına geleceğinden yüksek güç gerektiren pek çok uygulama için tercih edilir bir yöntem değildir. Bu noktada uyarıldıkları anda iletken gibi davranan ve uyarı ortadan kaldırıldığında basit bir saydam ortama dönüşen plazma tüpleri, radar kesit alanının düşürülmesi bakımından güçlü bir alternatif olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu türden antenlerin en büyük dezavantajı plazma kaynaklı düşük frekanslı akustik dalgalar veya iyon ses dalgalarının yayılması ya da başka bir ifade ile gürültü oluşmasıdır. Ancak bu sorunlar bu aşamada çalışmanın ilgi alanına girmemektedir.
Bu çalışma ile piyasada yaygın olarak bulunan farklı fiziksel boyutlara sahip, çoğunluğu aydınlatma amaçlı plazma tüpleri (esas olarak floresan lambalar) kullanarak radar görünmez anten dizisi tasarımı hedeflenmektedir. Sivil ve askeri ihtiyaçlar göz önüne alındığında L(1-2GHz), S(2-4GHz) ve C(4-8GHz) bantlarının seçilmesi uygun bulunmuştur. Bir matris formunda yerleştirilmiş farklı uzunluklardaki (amaca bağlı olarak aynı uzunlukta da olabilir) plazma tüplerini ele alalım. Matris formunda yerleştirilen tüplerin bazıları iletim amacı ile uyarılırken (iletken dizi elemanı) bazıları ekranlama amacı ile uyarıldığında istenen formda bir anten dizisine ulaşmak mümkündür. Bu noktada uyarılmamış tüplerin elektromanyetik geçirgenlik anlamında (ki bu durum normal şartlarda elemanlar iletken olduğundan kuplaj etkileri bakımından ele alınmalıdır) neredeyse mutlak saydam olduğu akılda tutulmalıdır. Plazma tüplerine uygulanan voltaj ve (ikincil) RF sinyallerinin plazma tüplerinin etkili uzunluğu üzerinde önemli bir etkisi vardır. Bu nedenle etkin plazma uzunluğunu kontrol etmek için ayrıca alternatif uyarım tekniklerinin geliştirilmesi de gerekmektedir. Çalışma kapsamında, ilk önce, parametrik tarama benzeri temel en iyileme (arama) yöntemleri kullanarak anten dizilerinin benzetimi tamamlanacaktır. L,S ve C bantlarının tamamında arama yapılacaktır. Plazma anteneler kullanarak tüm bant içinde farklı merkez frekanslara dağılmış dar bantlı çok sayıda örüntü elde etmenin mümkün olduğu literatür çalışmaları ile gösterilmiştir. Ancak çalışmanın bu aşamasında L, S ve C bantlarının her biri için 50MHz bant genişliğine sahip en az 1 (bir) anten konfigürasyonu elde etmeyi proje hedefi çıktısı olarak ortaya koyuyoruz. Öyle ki bu anten dizileri, en az 10dB'lik bir yönlülüğe ve en çok 30o'lik ana huzme genişliğine (ilgili matris yapısında toplam en az 3 "üç") sahip olacaktır. Ardından elde edilen en iyi benzetimlere uygun tasarımın gerçeklemesi sağlanacaktır. Nihai olarak ilgili tasarıma ilişkin performans ölçümlerinin(anten örüntüsü ve kazanç eğrisinin elde edilmesi) yapılması planlanmıştır. Performans ölçümlerine bağlı olarak entegrasyon ve test aşamalarında karşılaşılması kuvvetle muhtemel yansıma ve kuplaj tabanlı sorunlar da tek tek ele alınarak çözümler üretilecektir. Bu ve benzeri faaliyetler, tüm süreç boyunca en iyileştirme adımları olarak değerlendirilecektir.
Literatüre katkı olarak, benzer işlevleri yapan metal tabanlı anten dizileri ile kıyaslandığında çok daha hafif (%80’ler seviyesinde) ve pasif durumda RKA değeri 10 kat küçültülmüş bir anten dizisi elde edilecektir. Elde edilecek anten dizisi, geliştirilecek anahtarlama algoritması, tümleşik anahtarlama yöntemleri ve (bir yenilik olarak) besleme noktası değişimi ile L, S ve C bantlarında denetimli cevaplar (örüntü ve kazanç) üretecektir.