NURBS yüzeyleri etrafındaki antenlerin hibrit yöntemle saçılım analizi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Öğrenci: TAYFUN OKAN

Danışman: NURSEL AKÇAM

Özet:

Nesnelerin etrafındaki antene ait ışıma örüntülerinin elde edilmesiyle ilgili çalışmalar her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. Geçmişte farklı yöntemlerle yapılan analizlerde, antenin cisme bitişik olduğu veya çok yakın olduğu durumlar için başarısız sonuçlar elde edilmiştir. Dolayısıyla geçmiş çalışmalarda her zaman anten cisme belli bir uzaklıkta tutulmuştur. Bu sorunun giderilmesi için hem saçılım analizinin matematiksel hesaplanması kısmında, hem de ortamdaki nesnelerin geometrik modellenmesi safhalarında bazı iyileştirmelerin ve geliştirmelerin yapılmasına ihtiyaç vardır. Bu çalışmada gerçekleştirilen analizlerde, anten üçgen yüzey parçacıklarıyla, nesne ise NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) yüzeyleri ile modellenmiştir. NURBS yüzeyleri yardımıyla cisimler daha kısa sürede, daha az hafıza ihtiyacı ile modellenir. Bunun yanında, anten ışıma örüntüsünün elde edilmesi için, NURBS modellemeli gelişmiş Ludwig algoritması temelli hibrit Moment Metodu-Fiziksel Optik (MM-FO) ve NURBS modellemeli Durağan Faz Metodu (DFM) temelli hibrit MM-FO olmak üzere iki farklı yöntem sunulmuştur. Her iki yöntemde de anten, MM-bölgesi olarak atanmış ve ilgili hesaplamalar MM denklemleri yardımıyla çözülmüştür. Cisim ise PO-bölgesi olarak belirlenmiş ve hesaplamalar PO denklemleri ile gerçekleştirilmiştir. Bahsedilen hibrit yöntemlerden ilkinde, Ludwig algoritmasının hem yakın hem uzak alanlarda doğru sonuç vermesinden faydalanılarak, cismin tamamı PO-bölgesi olarak ele alınmıştır. DFM temelli ikinci hibrit yöntemde ise, antenin cisme yakınlığına bağlı olarak, cismin antene 1.5λ kadar yakın olan kısımları MM-bölgesi olarak, geri kalan kısmı ise PO-bölgesi olarak atanarak doğru sonuçlar elde edilmesi sağlanmıştır. Sonuç olarak bu tez çalışmasında sunulan yöntemler ve modelleme teknikleri ile nesne yüzeylerine yakın veya uzak antenlerin saçılım analizleri hem kesin sonuçlar vermiştir hem de hesaplama süresi ve hafıza gereksinimi açısından verimlilik sunmuştur.