Harmonik radar ile elektronik devrelerin tespiti ve sınıflandırılması

Günümüzde elektronik cihazların büyük çoğunluğu, diyot, transistör, yarıiletkenler vb. doğrusal olmayan devre elemanları içerir. Doğrusal olmayan bu devreler, iletilen temel frekansın harmoniklerinde geri-ışımaya neden olurlar. Bu sayede bu devrelerin Radyo Frekansı (RF) yayını ile tespiti ve sınıflandırılmasında harmonik radar kullanılmaktadır. Literatürde yapılan çalışmaların çok büyük bir çoğunluğu, elektronik cihazların tespiti, menzil tayini ve takibine dayanırken, sınırlı sayıda çalışma, cihazların harmonik radar ile ayrıştırılması ve sınıflandırılmasına odaklanmıştır. Bu tezde, doğrusal olmayan yapıdaki elektronik devrelerden geri-ışıyan sinyaller analiz edilerek, bu devrelerin tespiti ve sınıflandırılmasına yönelik özgün metotlar geliştirilmiştir. Bu tez kapsamında, ilk olarak, Frekans Süpürmeli Harmonik Radar (FSHR) yaklaşımı ile elektronik devreleri sınıflandıran özgün bir yöntem sunulmaktadır. Literatürde bulunan çalışmalardan farklı olarak elektronik devrelere sabit güce sahip frekans süpürmeli bir sinyal gönderilmektedir. FSHR yaklaşımı sayesinde farklı tipteki elektronik devreler, farklı harmonik yanıtlar sergilerken, aynı türdeki devreler, benzer harmonik davranışlar göstermektedir. Elektronik devrelerin sınıflandırılmasında harmonik tepkilerden elde edilen istatiksel ve Fourier öznitelikler kullanılmaktadır. Sınıflandırma performansı hem harmonik hem de öznitelik uzaylarında ifade edilmektedir. Harmonik uzay, ilk üç harmonikten oluşan üç boyutlu uzay olarak tanımlanmaktadır. Üç boyutlu öznitelik uzay ise istatiksel ve Fourier parametrelerinden oluşmaktadır. Ek olarak, gürültü varlığındaki harmonik tepkiler kullanılarak Monte Carlo benzetimleri ile FSHR yaklaşımının sınıflandırma performansı değerlendirilmektedir. İlk çalışmanın devamı olarak ikinci çalışmada, elektronik devrelerin sınıflandırılmasında yeni öznitelik kümeleri kullanılmaktadır. Elektronik devrelere, sabit güçte frekans süpürmeli sinyaller iletilerek devrelerin doğrusal olmayan cevapları kaydedilmektedir. Önceki çalışmadan farklı olarak, istatiksel ve Fourier öznitelik kümeleri hem harmonik hem de öznitelik parametrelerinden oluşmaktadır. Bu öznitelik kümeleri ile öznitelik parametrelerini ve harmonik bilgisini tek tek analiz etmekten ziyade bütün parametrelerin bir bütün halinde kullanılması, performans karşılaştırması için iyi bir temel sağlamaktadır. Tez çalışmaları kapsamında yapılan bir başka çalışmada ise elektronik devrelerin harmonik radar ile sınıflandırılmasına dair yeni bir yaklaşım geliştirilmektedir. Önceki çalışmalardan farklı olarak bu çalışmada sunulan doğrusal model yaklaşımı sayesinde, elektronik devrelerin harmonik yanıtları, parametre vektörleri ile ilişkilendirilir. Elektronik devrelere güç süpürmeli zamanla değişen tek tonlu ve iki-tonlu sinyaller gönderilir ve her bir devre için ayırt edici olan parametre vektörleri elde edilir. Kompleks Beyaz Gauss Gürültüsü (CWGN) varlığında En Büyük Olabilirlik Kestiricisi (MLE) kullanılarak tahmini parametre vektörleri elde edilmekte ve normalize edilmiş tahmini parametre vektörlerinin istatiksel öznitelikleri kullanılarak çeşitli elektronik devreler sınıflandırılmaktadır. Benzetim sonuçları, sunulan doğrusal model yöntemi ile parametre vektörlerinin elektronik devreleri başarılı bir şekilde sınıflandırdığını göstermektedir.