8
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
3-d em simülatör tabanlı harmoni arama algoritması kullanarak çok-geniş bantlı bant-geçiren filtre tasarım prosedürü ve gerçeklemesi
Bu tez, çok-geniş bantlı bant-geçiren bir filtrenin özgün olarak tasarım prosedürünü vermektedir. Bu tasarımda seçilmiş birim elemanların 3-D simülasyon sonuçlarının yapay sinir ağları kullanılarak bir kara kutu modeli oluşturulmuştur. Bu tasarımda en uygun mikroşerit yapı geometrisini belirlemek için hızlı, etkin ve güncel bir optimizasyon algoritması olan Harmoni Arama Algoritması (Harmony Search Algorithm (HSA)) kullanılmıştır. Ayrıca HSA' nın doğruluğunu ve verimliliğini göstermek için sezgisel güncel diğer optimizasyon tekniklerinden olan Genetik ve Parçacık Sürü algoritmaları ile karşılaştırılmıştır. En iyi performans gösteren filtre tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan filtreden alınan sonuçların yaklaşık 3.1 GHz ile 10.6 GHz frekans bant aralığında başarılı olduğunu görülmüştür.
Performans (F,Vİ,GT) üçlüleri kullanılarak geniş bandlı mikrodalga kuvvetlendirici tasarımı
ÖZET Bu çalışmada, mikrodalga kuvvetlendiricisi 'Sistem Teorisi' yaklaşımı ile ele alınmıştır. Bu bağlamda, bir mikrodalga kuvvetlendiricisi performans üçlüsü fonksiyonları F{(a),Vi{co),GT{co) ile belirlenen bir iki-kapılı olarak modellenmiştir. Burada F(û)),Vi(p)),GT(a)) sırası ile Gürültü Faktörü, Giriş VSWR ve Transduser Güç Kazanç fonksiyonlarıdır. Bir mikrodalga kuvvetlendiricisi sisteminde performans F{a)),Vi(û3),GT(<(o) üçlüsü, temel olarak aktif elemanlar tarafından tayin edilir; bu nedenle bu çalışmada tranzistör için performans karakterizasyonu kullanılmıştır. Optimizasyon değişkeni, vektör elemanları uydurma devrelerindeki transmisyon hat parçalannın fiziksel uzunlukları k ve karakteristik empedanslan Z0i'dir (i=l..., N). Optimizasyon değişken vektörü tayin işlemi iki yaklaşım ile yapılmıştır: i) İlk yaklaşımda, optimizasyon vektörü, performans F(a>l ),Vt (o)i ),GT (o,) fonksiyonları verilen bir i=l..., N'ye kadar frekans bandı boyunca, referans F r^(û}i),Vir^f(eoi),GTr^(û)i) değerlerine yaklaştıran bir proses sonucu tayin edilmektedir; ii) İkinci yaklaşımda, performans F \^(col),Viref{G)^,GTre[{coi) üçlüsünü gerçekleyen ZSre/(, ) fonksiyonları ile karakterize edilmiş ve bu üç performans ölçüsü fonksiyonu GT{co) temelinde ilişkilendirilmiştir; iii) Referans fonksiyonları, optimizasyon elemanlarının pratik değerleri domeninde gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Optimizasyon, performans, eğim izleme, genetik ix
Mpf-ı/88 ile frekansmetre uygulaması
Bu çalışmada amaç MPF-I/88 mikroişlemci ile yapılabilecek uygulamalara bir örnek vermektir. Cihaz ilk açıldığında ilk başlama işlemini (cold start) yerine getirir. Eğer cihaz çalışırken sıfırlama sinyali gelirse çalışırken yeniden başlama (warm start) işlemini yerine getirir. Sisteme giriş ve çıkış işlemi yapabilmek için çeşitli portları vardır. Belirli adreslere yerleştirilen giriş ve çıkış birimleri LCD gösterge, yazıcı, klavye ve teyp giriş/çıkışıdır. MPF-I/88'in teype kaydetme şekli IBM-PC'ye benzerdir. Sisteme giriş/çıkış portlarını, bellek düzenini ve mikroişlemcinin çalışması için gerekli sinyali sağlayan CPU destekleyen lojik devreler mevcuttur. Sistem zamanlama devresi CPU için gerekli saat sinyalini üretir ve bu saat frekansını bölerek mikroişlemcinin çalışacağı frekansa getirir. Bekle lojiği sisteme giriş ve çıkış yapılacağı zaman CPU'yu bekletir. Bütün yazmaçları ve sistemdeki "latch"lari sıfırlamak için sistem sıfırlama devresi vardır.Kesme isteği lojiği CPU'nun yaptığı işlemleri bırakıp istenilen işlemi yerine getirmesi için gerekli sinyali üretir.8088'de adres ve veri yolunun "multiplex" olarak çalışması nedeniyle "bus buffer" ı kullanılır. Bellek çözücüleri iki ayrı bölümde incelenir. Bunlar RAM ve ROM çözücülerdir. Giriş ve çıkış port adreslerinide giriş/çıkış arabirimi belirler. Sistemi genişletebilmek için genişletme kartı kullanılır. Harici komut oluşturmak ve sistemi istenilen adresten başlatmak için "AUTO ROM" kullanılır. MPF-I/88'de "line Assembler" yazabilmek için monitor programında oluşturulan birçok komutları vardır. Tezde bu komutlar teorik olarak anlatılmıştır. Eğer bu komutların örnekleri görülmek istenirse MPF-I/88'in kullanıcı kitabına bakılabilir. 8088'in komutlarını bir programda incelemek için frekansmetre programı esnek olarak verilmiştir. Bu frekansmetre birim zamanda gelen darbelerin sayısını sayar. Bu birim zaman 1 sn olarak alınmıştır. Bilindiği gibi bu sistemde 8088 mikroişlemcisi kullanılmıştır. 8088 mikroişlemcisinin 14 yazmaçı vardır. Aritmetik ve bazı diğer işlemlerde bir değeri kontrol etmek için FL yazmaçı kullanılır. CPU'nun 20 tane adres yolu vardır. Dolayısıyla 1 MBaytlık adresleme yapabilir. 16 bitlik yazmaç 1MBaytı adresleyemez. Bu yüzden segment yazmaçlarına ihtiyaç duyulmuştur. Bazı dizi işlemlerinde ise SI ve DI yazmaçları kullanılır.
Sayısal resimlerdeki yayaların tespiti
Nesne tespiti bilgisayarla görü çalışmalarındaki temel çalışma konularından biridir. Çeşitli görüntü işleme ve işlemsel zekâ algoritmalarının birlikte kullanılmalarını gerektirir. Bu tezde nesne tespitindeki en zor konulardan biri olan yaya tespiti incelenmiştir. Yaya tespiti uygulamalarında akıllı araçların önlerine çıkabilecek yayaları önceden tespit edip sürücülerini uyarmaları ya da çarpmayı engelleyecek önlemleri almaları beklenmektedir. Görme için çeşitli sensörler ya da kameralar kullanılabilir. Kameralı sistemlerde aracın önüne yerleştirilecek tek bir kamera ya da stereo görüntü elde etmek amacıyla iki kamera kullanılabilir. Aracın hareketinden dolayı kamera görüntüsünün sürekli titremesi akan görüntüler arasındaki hareket bilgisinden yararlanmayı zorlaştırmaktadır. Bu duruma bir çözüm olarak yayaların kameradan alınan durağan görüntüler üzerinde aranması önerilmektedir. Bu çalışmada, tek bir kameradan alınan durağan görüntülerdeki yayaları tespit edebilecek bir yaya tespit sistemi üzerinde durulmuştur. Bu tezde yapılan çalışmalar sonucunda yayaların tespitinde olduğu gibi başka nesnelerin tespitinde de kullanılabilecek genel bir nesne tespit sistemi oluşturuldu. Bunun yanısıra, basit sınıflayıcıları biraraya getirerek daha güçlü sınıflayıcılar oluşturulması probleminin hata matrisi adını verdiğimiz bir matris üzerinden çözülebilecek bir optimizasyon problemi olduğu gösterildi. Bu problemin cebirsel çözümü incelendi ve Adaboost'un en iyisi olduğunu garanti edemese de bu probleme pratik bir çözüm yolu önerdiği gösterildi. Bu çözüm, sınıflandırıcıların sınıflama sonuçlarının yanısıra bu sonuçları ne kadar güvenilirlikle verdiklerini gösteren bir güvenilirlik skorunu kullanmalarını sağlayarak geliştirildi. Resmin entropisini kullanan yeni bir öznitelik bulma yöntemi geliştirildi ve bu yöntemin diğer öznitelik bulma yöntemleriyle birlikte kullanıldığında tespit doğruluğunu dramatik bir şekilde arttırdığı gösterildi. Entropik özniteliklerin hızlı bir şekilde hesaplanabilmesi için çetele resimleri adını verdiğimiz resimlerin kullanımını gerektiren bir yöntem geliştirildi. Bu katkılar sayesinde tespit başarısı büyük oranda arttırıldı.
Sayısal resimlerdeki yayaların tespiti
Nesne tespiti bilgisayarla görü çalışmalarındaki temel çalışma konularından biridir. Çeşitli görüntü işleme ve işlemsel zekâ algoritmalarının birlikte kullanılmalarını gerektirir. Bu tezde nesne tespitindeki en zor konulardan biri olan yaya tespiti incelenmiştir. Yaya tespiti uygulamalarında akıllı araçların önlerine çıkabilecek yayaları önceden tespit edip sürücülerini uyarmaları ya da çarpmayı engelleyecek önlemleri almaları beklenmektedir. Görme için çeşitli sensörler ya da kameralar kullanılabilir. Kameralı sistemlerde aracın önüne yerleştirilecek tek bir kamera ya da stereo görüntü elde etmek amacıyla iki kamera kullanılabilir. Aracın hareketinden dolayı kamera görüntüsünün sürekli titremesi akan görüntüler arasındaki hareket bilgisinden yararlanmayı zorlaştırmaktadır. Bu duruma bir çözüm olarak yayaların kameradan alınan durağan görüntüler üzerinde aranması önerilmektedir. Bu çalışmada, tek bir kameradan alınan durağan görüntülerdeki yayaları tespit edebilecek bir yaya tespit sistemi üzerinde durulmuştur. Bu tezde yapılan çalışmalar sonucunda yayaların tespitinde olduğu gibi başka nesnelerin tespitinde de kullanılabilecek genel bir nesne tespit sistemi oluşturuldu. Bunun yanısıra, basit sınıflayıcıları biraraya getirerek daha güçlü sınıflayıcılar oluşturulması probleminin hata matrisi adını verdiğimiz bir matris üzerinden çözülebilecek bir optimizasyon problemi olduğu gösterildi. Bu problemin cebirsel çözümü incelendi ve Adaboost'un en iyisi olduğunu garanti edemese de bu probleme pratik bir çözüm yolu önerdiği gösterildi. Bu çözüm, sınıflandırıcıların sınıflama sonuçlarının yanısıra bu sonuçları ne kadar güvenilirlikle verdiklerini gösteren bir güvenilirlik skorunu kullanmalarını sağlayarak geliştirildi. Resmin entropisini kullanan yeni bir öznitelik bulma yöntemi geliştirildi ve bu yöntemin diğer öznitelik bulma yöntemleriyle birlikte kullanıldığında tespit doğruluğunu dramatik bir şekilde arttırdığı gösterildi. Entropik özniteliklerin hızlı bir şekilde hesaplanabilmesi için çetele resimleri adını verdiğimiz resimlerin kullanımını gerektiren bir yöntem geliştirildi. Bu katkılar sayesinde tespit başarısı büyük oranda arttırıldı.
3-d em simülatör tabanlı harmoni arama algoritması kullanarak çok-geniş bantlı bant-geçiren filtre tasarım prosedürü ve gerçeklemesi
Bu tez, çok-geniş bantlı bant-geçiren bir filtrenin özgün olarak tasarım prosedürünü vermektedir. Bu tasarımda seçilmiş birim elemanların 3-D simülasyon sonuçlarının yapay sinir ağları kullanılarak bir kara kutu modeli oluşturulmuştur. Bu tasarımda en uygun mikroşerit yapı geometrisini belirlemek için hızlı, etkin ve güncel bir optimizasyon algoritması olan Harmoni Arama Algoritması (Harmony Search Algorithm (HSA)) kullanılmıştır. Ayrıca HSA' nın doğruluğunu ve verimliliğini göstermek için sezgisel güncel diğer optimizasyon tekniklerinden olan Genetik ve Parçacık Sürü algoritmaları ile karşılaştırılmıştır. En iyi performans gösteren filtre tasarlanmış ve gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan filtreden alınan sonuçların yaklaşık 3.1 GHz ile 10.6 GHz frekans bant aralığında başarılı olduğunu görülmüştür.
Yapay sinir ağları ile mikrodalga transistörünün indirgenmiş veri ile modellenmesi
Elektronikle ilgili sistemlerin gelişip, üstün seviyeye gelmesi yarı iletken temelli transistörlerin bulunmasından sonra olmuştur. Elektronikte transitörün önemi kadar, transistörlerde de işaret-gürültü parametreleri o kadar önemlidir. Bu parametrelerin uygun maliyetli elde edilmesi adına bu tez gürültü ve işaret parametrelerinin kara kutu modellemesi ile yapılan çalışmasını içermektedir. Yapmış olduğumuz çalışma VMMK-1218, VMMK-1225, ATF-551M4, ATF-35143, ATF-55143 transistörlerinde denenmiş tezde VMMK-1225, ATF-551M4 üzerinde yapılan çalışmalar gösterilmiştir. Gerçekleştirilen çalışmalar şu şekilde özetlenebilir: (i.i) Bir mikrodalga transistörün gürültü davranışları tek kutuplamalı eğitim modeli ve test verisi ile modellenmiştir. (ii.i) Bir mikrodalga transistörün işaret davranışları iki kutuplamalı eğitim modeli ve test verisi ile modellenerek interpolasyon ve ekstrapolasyon uygulamaları yapılmıştır. (ii.ii) Bir mikrodalga transistörün işaret davranışları tek kutuplamalı eğitim modeli ve test verisi ile modellenmiştir. (ii.iii) Bir mikrodalga transistörün işaret davranışları diğer modeler ile karşılaştırılmalı eğitim modeli ve test verisi ile modellenmiştir. VMMK-1225 mikrodalga transistoründe Vds= 1,5; 2; 3; 4V da Ids= 5; 10; 15; 20mA için N-parametereleri 2-18 GHz, S-parametreleri 2-45 GHz frekans aralığında üretici verilerine dayanarak kara kutu modellemesi yapılmıştır. ATF-551M4 mikrodalga transistoründe ise Vds= 2; 2,7; 3V da Ids= 10; 15; 20mA için N ve S-parametereleri 2-18 GHz frekans aralığında üretici verilerine dayanarak kara kutu modellemesi yapılmıştır. Sonuçlanan modeller doğruluğu açısından birbiri ile karşılaştırıldı ve aralarında yaklaşık benzer hatalar görüldü. Bu karşılaştırmalar kartezyen düzlem, polar düzlem ve smith abağı ile çizilerek gösterildi. Tezin bölüm 4.4.3. de diğer modeler ile karşılaştırılmalı eğitim ve test verileri başlığı altındaki bölümde MLP, RB, RBE ve GRNN için VMMK-1225 mikrodalga transistoründe Vds= 1,5; 4V eğitim verisi, Vds= 3V test verisi olarak kullanılarak, herbir sinir ağı için ayrı bir yapı kurulmuş ve çıkan sonuçlar tek bir grafikte gösterilmiştir. Gerek eğitim-test performansları(çizelge 4.15, çizelge 4.16) olsun, gerek grafikler (şekil 4.53-60) olsun kullandığımız sinir ağının başarısı göstermektedir. Özellikle, modelleme tekniği başarısı şekil 4.6 ve şekil 4.17 te görüldüğü gibi ani değişimler GRNN tarafından yakalanmıştır. Ek olarak karşılaştırmalı modeller arasındaki başarısı için şekil 4.54 e göz atılabilir. Optimum kaynak yansıma açısı değişimleri inceleyerekte araştırılabilir. Anahtar Kelimeler: Gürültü Parametreleri, Saçılma parametreleri, Karşılıklı iki kapılı devre, Optimum Gürültü Yansıma Katsayısı, Yapay Sinir Ağları, Regresyon
Compact microstrip bandpass filter based on concentric ring resonators
In this dissertation, a new dual mode microstrip bandpass filter has been presented for the requirements of modern wireless communication systems. The filter has been constructed from double concentrated square loop resonators; each resonator is based on applying step impedance resonator generator on each side of closed resonator. The proposed bandpass filters have been designed using a substrate with a dielectric constant of 10.8 and thickness of 1.27mm at 2.43GHz and 5.75 GHz resonant frequencies.These filters have compact size and narrow band response which are the requirements of mobile wireless communication systems. The performance of suggested filters have been analyzed using Microwave office software package and Sonnet simulator, which are widely adopted in microwave research and industry. The output results showed that this filter possesses very good frequency responses and high selectivity as well as blocked 2nd harmonic in out of band regions. Keywords: Microstrip Bandpass Filter, Narrow Bandpass Filter, Compact Filters, Double Ring Concentric Resonators, Step Impedance Resonator (SIR).