Beyond-line-of-sight communications and networks with troposcatter and atmospheric ducts

Ağ merkezli harp uygulamaları bilgi üstünlüğü ile avantaj sağlamayı amaçlanmaktadır. Bundan dolayı, modern askeri haberleşme sistemleri özellikle ufuk ötesi mesafelerde düşük gecikme ve yüksek veri hızları sağlayabilen haberleşme kanallarına ihtiyaç duymaktadır. Klasik kablosuz haberleşme sistemleri ufuk-ötesi mesafelerde yetersiz olmaktadır. Bu kapsamda, önerilen tezin temel amacı; troposferik saçılım ve atmosferik oluklarının ufuk ötesi mesafelerde haberleşme kanalı olarak kullanımının incelenmesidir. Troposferik saçılım atmosferdeki düzensizlikler nedeniyle gönderilen sinyallerin troposfer katmanında saçılıma uğramasından kaynaklanır ve sinyal enerjisinin saçılmasına neden olur. Saçılımın tüm yönlere olmasına rağmen alıcı tarafında saçılan sinyalleri almak mümkündür. Böylece, aralarında açık görüş bulunmayan alıcı-verici arasında haberleşme sağlanabilir. önerilen tez kapsamında, troposferik saçılım kanal modeli geliştirilerek haberleşme kanalı olarak kullanımının fizibilite analizleri yapıldı. Elde edilen kanal modeli geliştirilerek, troposferik saçılım kanalının fiziksel katman parametreleri ve yağmurun haberleşmeye etkileri incelendi. Ayrıca, çeşitlilik tekniklerinin incelenmesi amacıyla sönümleme korelasyonunun incelenmesi için analitik bir model önerildi. Çalışmalarımız sonucunda, troposferik saçılım kanalının özellikle sabit haberleşme uygulamalarında yüksek güvenlik, düşük gecikme ve yüksek veri hızı sağlayabileceği gösterildi. Havanın kırıcılık indisindeki ani değişimler nedeni ile oluşan atmosfer olukları, yakın yüzey elektromanyetik sinyalleri yeryüzüne geri yansıtarak sinyallerin atmosfer olukları ile yeryüzü arasında hapsolmasına neden olur. Atmosfer oluklarında hapsolan sinyaller normal atmosfer koşullarına göre daha az dağılma göstererek daha düşük sinyal gücü kayıplarına uğramaktadır. Bu durum sinyallerin ufuk ötesi mesafelere ulaşmasını sağlar ve atmosfer olukları ufuk ötesi iletişim için haberleşme kanalı olarak kullanılabilir. Bu nedenle, atmosfer olukları özellikle deniz, okyanus ve kıyılarda ufuk ötesi haberleşme kanalı olarak kullanılabilir, çünkü bu bölgelerdeki yüksek nem oranları sayesinde atmosfer olukları hemen hemen her zaman oluşmaktadır. Atmosfer olukları içinde dalga yayılması ile ilgili çalışmalar olmasına rağmen; atmosfer oluklarının yüksek veri hızı sağlayan bir kanal olarak kullanılmasını amaçlayan sadece birkaç çalışma bulunmaktadır. Bu nedenle, atmosfer oluklarının haberleşme yönünden incelenmesi konusunda pek çok sayıda açık problem bulunmaktadır. Bun- dan dolayı, önerilen tez kapsamında atmosfer olukları için parabolik denklem ve ışın izleme metotları kullanılarak bir kanal modeli geliştirildi. Bu kanal modeli kullanılarak, atmosfer olukları için çeşitlilik metotlarının fizibilite analizi ve fiziksel katman parametreleri incelenmiştir. Ayrıca, atmosfer oluklarına yönelik hüzmeleme teknikleri ile tasarsız ağlar için çözümler sunulmuştur.