Search

Due to the properties of inverse refraction, the metamaterials can focus the incident wave and can be used as a lens for high directive antennas. For this purpose, in this study, initially, a metamaterial unit cell is designed to exhibit metamaterial feature at 12 GHz and converted into a periodic layer. The reference antenna and the proposed metamaterial layers are simulated and fabricated. It is observed that the directivity of the reference antenna is increased by 2.74 dB with one layer of the proposed metalayer according to the measurement results. Finally, a double lens layer is used and an increase of 4.08 dB is observed. In the literature, the dimensions of metalayers, that is, used to achieve directivity enhancement, are larger than the patch size, but in this study we achieve a significant improvement with metalayers that have almost the same dimensions as the patch. However, the proposed antenna system is more effective than Ku-band antennas in the literature due to its high directivity compared to similar ones.

This paper proposes improving the directivity of microstrip patch antennas (MPAs) by using metamaterials. Four different metamaterial types are used as a flat lens in front of the MPA, respectively, which are tuned to 12 GHz (Ku-band) resonance frequency. Thus, it can be decided which metamaterial is more proper for antenna directivity enhancement at this band. One additional new metamaterial structure is proposed in this paper, which is called a Euro-shaped resonator, and other metamaterials used are the triangular split ring resonator, symmetrical ring structure, and split ring resonator. The permeability and permittivity of metamaterials are extracted from the S parameters by using a robust method. Microwave Studio by Computer Simulation Technology is used for modeling and simulation. The MPA and metamaterials are fabricated, and measurements are performed in the Y{\i}ld{\i}z Technical University RF and Microwave Laboratory. It is observed that measured results are in close agreement with the computer simulations.

Herein, a new methodology using a 3D Electromagnetic (EM) simulator-based Support Vector Regression Machine (SVRM) models of base elements is presented for band-pass filter (BPF) design. SVRM models of elements, which are as fast as analytical equations and as accurate as a 3D EM simulator, are employed in a simple and efficient Cuckoo Search Algorithm (CSA) to optimize an ultra-wideband (UWB) microstrip BPF. CSA performance is verified by comparing it with other Meta-Heuristics such as Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). As an example of the proposed design methodology, an UWB BPF that operates between the frequencies of 3.1 GHz and 10.6 GHz is designed, fabricated and measured. The simulation and measurement results indicate in conclusion the superior performance of this optimization methodology in terms of improved filter response characteristics like return loss, insertion loss, harmonic suppression and group delay.

Generally high antenna gain and directivity are required for satellite based communication systems. This study proposes improving the directivity and gain of microstrip patch antenna at Ku-Band (12 GHz). In order to optimize these parameters, Omega-Shaped metamaterial (OSM) is designed as a flat lens in front of Microstrip Patch Antenna (MPA) that tuned to 12 GHz resonance frequency. Computer simulation technology Microwave Studio (CST MWS) was used for modeling and simulation. The permeability and permittivity of the designed metamaterial are extracted from the S parameters by using Matlab.

ÖZET Bu tezde bir mikrodalga transistorunun sinyal ve gürültü davranışları,frekans,kutuplama ve konfigürasyon tipi cinsinden bütün bir çalışma bölgesinde,bir yapay sinir ağı ile modellenebilmiştir.Böyle bir yaklaşımda,transistör.sinyal ve gürültü performans parametreleri, bir yapay sinir ağıyla hesaplanabilen bir `kara kutu` ile modellenmiştir.Öyle ki bu hesaplama çoklu kutup ve konfigürasyon için bütün çalışma frekans bandında hedef uzayına uydurulmaya dayandırılmıştır. Önerilen yapay sinir ağı yaklaşımı,optimizasyon prosedürü esnasında elemanın fizik denklemlerinin tekrar tekrar çözülmesini gerektirmez ve ayrıca bir çok klasik optimizasyon teknikleri ile parametre kestiriminde büyük bir sorun olan başlangıç değer problemi yoktur. Yapay sinir ağının nispeten optimum sürede eğitilmesinden sonra istenilen konfigürasyon tipi (CT),kutuplama koşulu (VdsJds) ve çalışma frekansı (f)'in ağa girilmesiyle, sekiz adet işaret parametresi ki mikrodalga transistoru için saçılma (S) parametreleri seçilmiştir,dört adet gürültü parametresi F^,,ropt=ropt +jropt., RN ağ çıkışından hedef uzayıyla oldukça iyi bir uyum içersinde hemen elde edilir. Çalışmada eğitim süresi,hedef uzayı ve yapay sinir ağı mimarisi, bir karesel ortalama objektif fonksiyonu kullanılarak optimize edilmiştir. Sonuçta dört düğümden oluşan bir girişi,çıkış düğümü kadar ki bizim devremiz için oniki düğüme sahip bir gizli katmandan ve çıkış katmanından oluşan yapay sinir ağı transistorun bütün bir çalışma bölgesinde eşdeğer devresi olarak kullanılabilir bulunmuştur. Yapay sinir ağı uygulamaları açısından,bu çalışmada ağ ile sekizi sinyal, dördü gürültü parametresi olmak üzere toplam oniki parametrenin konfigürasyon tipine,kutup koşuluna ve frekansa bağlılığına eş zamanlı yaklaşıklık yapılmıştır.Bu yaklaşıklıkta baz olarak,hedef uzayım gerçekleştirme ölçüsü kriteri olan objektif fonksiyonunun miminize edilmesi alınmıştır. Eşdeğer sinyal ve gürültü yapay sinir ağı iki tip genelleştirme yapabilmektedir: (i) Tek frekans genelleştirmesi: Oniki performans parametresinin,seçilen konfigürasyon tipinin, bir kutuplama koşulunun bir çalışma frekansında kestirimidir.(ii) Çalışma Frekans Bandı Genelleştirmesi :Oniki adet performans parametresinin, seçilen konfigürasyon tipinin, bir kutuplama koşulunun bütün çalışma bandı boyunca kestirimidir.Ayrıca işaret ve gürültü yapay sinir ağı modeli başarım ölçütleri tanımlanmıştır.Model çok sayıda transistöre uygulanmış,her bir örnek için başarım ölçütü hesaplanarak genellikle makul değerler elde edilmiştir. Sonuç olarak,böyle bir modelin mikrodalga devre,özellikle tümleşik mikrodalga devre tasarımında kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. SUMMARY Signal and noise behaviours of microwave transistors are modeled through the neural network approach for the whole operating ranges including frequency, bias and configuration types. Here, the device is modeled by a black box whose small-signal and noise parameters are evaluated through a neural network, based upon the fitting of both of these parameters for multiple bias and configuration with the target space. The concurrent modeling procedure does not require to solve any equation of the physics of the device during the optimization procedure. After having trained the network in an optimum time interval compared with the other modelling techniques »inputting the required configuration type (CT),bias condition (VDs,Ids) and operating frequency,one can obtain the corresponding eight signal patrameters which are the scattering parameters in our study,and four noise parameters which are Fan,, ropt = ropt + jropt. and RN,from the output of the network in good agreement with the target space.In the work, training time.elements of the target space and the network architecture are optimised by means of the objective function which is chosen as a mean square error function and finally a simple neural network is resulted so that it has four processing nodes at the input layer and twelve nodes seperately at the hidden and output layers From this point of view of the applications of the neural networks,dependences of the twelve performance parameter functions upon the configuration type,bias condition and operation frequency are approximated simultaneously through a simple neural networks is a good agreement with the target space.This approximation is based upon minimisation of the mean square error function which is formed by differences of the predicted and target space. Signal-Noise Neural Network can achieve two types of generalisations:^) Single Frequency Generalisation:This can be defined as prediction of the performance parameters at a single operation frequency of the trained bias condition, (ii) Whole Frequency Band Generalisation:This can be defined as prediction of the unknown multidimensional performance function for the whole operation frequency band,which has eight signal dimensions and four noise dimensions,at an untrained bias condition. Besides,performance measures of the signal-noise neural network are defined and applied to many transistors;evaluating performance measures of the for each example,one concludes that this type of modelling can be used succesfully in the design of microwave integrated circuits. VI 296

Bu tez çalışmasında, günümüzde uydu haberleşmesi ve uydu TV yayınları için kullanılan K/Ka (18-27 GHz/26.5-40 GHz) bantlarında RF ön uç (RF front-end) tasarımı ve gerçeklemesi yapılmıştır. Bu çalışmada dikey polarizasyonda sinyali iletme, yatay polarizasyonda sinyali alma gerçekleştirilmiştir. Tasarım TÜRKSAT 4B uydusu ile uyumlu olacak şekilde ayarlanmıştır. Sistem; sinyali toplamak için yüksek kazanç ve düşük yan kulak seviyesi (SLL-side lob level) sağlayan ofset çanak (offset dish), çanağın odağında besleme için RHCP (Right Hand Circular Polarization) ve LHCP (Left Hand Circular Polarization) polarizasyonlarına uyumlu dairesel huni anten (horn), yatay ve dikey polarizasyon için dik mod ayrıştırıcı (OMT) ve vericiden gönderilen dik polarizasyondaki kuvvetli sinyalin yatay polarizasyonda çalışan alıcı kısmını etkilememesi için iletim bandını reddeden filtre (transmit reject filter) elemanları kullanılarak tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Tasarımda ve gerçeklemede mikrodalga frekanslarında çalışıldığı ve yüksek güç gönderme gereksinimi için dalga kılavuzu yapısı kullanılmıştır.Tasarımda öncelikle OMT (Orthomode Transducer) elemanı, empedans uyumu göz önüne alınarak, iletim (transmit) bandı Ka (29.5 GHz–30 GHz) ve alıcı (receive) bandı K (19.7 GHz–20.2 GHz) aralıklarında çalışacak şekilde ayarlanmıştır.xviiSonrasında bu çalışma aralıklarına uygun olacak şekilde horn tasarımı yapılmıştır. Alıcı kısmında vericideki kuvvetli sinyalden kaynaklanabilecek etkileşimleri engellemek için iletim bandını reddeden filtre (transmit reject filter) tasarımı yapılmıştır. Son olarak ofset çanağın (offset dish) konumu ve açısı hesaplanmış ve besleme elemanları çanağın odağına yerleştirilmiştir.Simülasyon, optimizasyon ve hesaplamalar için AWR Microwave Office, CST (Computer Simulation Technology) ve MATLAB (Matrix Laboratory) programları kullanılmıştır.Gerçeklemede iki farklı malzeme kullanılmıştır. İlk olarak 3D yazıcı ile plastik olarak üretim yapılıp içi iletken sprey (RS 247-4251 Silver coated copper screening compound) ile boyanmış ve test sonuçları elde edilmiştir. İkinci olarak alüminyum malzeme ile üretim gerçekleştirilip test sonuçları elde edilmiş ve sonuçlar karşılaştırılmıştır. In this thesis, the RF front-end is designed and built up at K/Ka (18-27 GHz/26.5-40 GHz) bands used for satellite communication and satellite TV. In this study, vertical polarized signal transmission and horizontal polarized signal reception were performed. The design and realization are set to be compatible with TURKSAT 4B. RF front end is consist of an offset dish providing high gain and low side lobe level (SLL) for collecting the signal, a circular horn antenna which is compatible with RHCP (Right Hand Circular Polarization) and LHCP (Left Hand Circular Polarization) polarizations at the focal point of the dish, to separate dual polarization an orthomode transducer (OMT) and a transmit reject filter to prevent the receiver from the strong signal generated at the transmitter side (cross-pol). ). In the design and realization, waveguide structures are used to work in microwave frequencies and for high power delivery requirements.In the design, firstly the OMT element is set to operate taking impedance matching into account at transmission band Ka (29.5 GHz-30 GHz) and receiver band K (19.7 GHz-20.2 GHz). Afterwards, the horn was designed to fit these working intervals. The transmit reject filter is designed to prevent interference of the strong signal onxixthe transmitter side to the receiver side. Finally, the offset dish's position and angle are calculated, and the feeding elements are placed in the center of the dish.AWR Microwave Office, Computer Simulation Technology (CST) and MATLAB (Matrix Laboratory) programs are used for simulation, optimization and calculations.Two different materials were used in the implementation. Firstly, plastic production was made with 3D printer and painted with conductive spray (RS 247-4251 Silver coated copper screening compound) and test results were obtained. Secondly, production with aluminum material was performed and the test results were obtained and the results were compared. 98

Kablosuz haberleşme ve mobil iletişim sistemlerinde sıklıkla kullanılan mikroşerit yama antenlerin yönlendirici kazancını artırmak için kullanılan en klasik yöntem dizi anten tasarlamaktır. Fakat bu yöntemin temel iki dezavantajı; elemanlar arası kuplaj ve her elemanı ayrı besleme problemidir. Bu tez çalışması, Ku Bandında (12 GHz) mikroşerit yama antenin yönlendirici kazancını iyileştirmek için ayrı bir üsttaş metamateryal (MM) lens katmanı kullanmayı önermektedir. Bunun için öncelikle Ku-Bandında çalışan bir mikroşerit yama anten tasarlandı. Daha sonra lens olarak kullanılacak metamateryallerin birim hücre yapıları Ku bantta metamateryal karakteristiği gösterecek şekilde tasarlandı ve ölçeklendirildi. Ayrıca birim hücre metamateryal yapılardaki endüktif ve kapasitif etkiye sebebiyet veren geometrik ayrıntıların iletim bandına etkisi incelendi. Birim hücre yapıların ortam parametrelerinin her ikisininde (є,μ) Ku bantta negatif olduğunu doğrulamak için Robust metodu kullanılarak MATLAB'da eğrileri çizdirildi. Daha sonra elde edilen bu birim hücre metamateryal yapıları periyodik lens katmanına dönüştürmek için dielektrik katmanda en uygun dağılım kombinasyonu, referans antene optimum uzaklığı ve gelen dalga ile yapacağı en uygun açı değerleri tespit edildi ve her beş farklı metamateryal lens bu değerlere göre kullanıldı. Simülasyon ve tasarımlar CST'de, üretim ve laboratuvar ölçümleri ise Yıldız Teknik Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme bölümü RF ve Mikrodalga Laboratuvarında gerçekleştirildi. Ölçüm sonuçlarının bilgisayar simülasyonlarıyla yakın olduğu ve her iki durumda da referans anten yönlendirici kazancında iyileştirme olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, anten yönlendirici kazancındaki artım ile paralel olarak HPBW'de de azalma olduğu tespit edilmiştir. Son olarak 29.75 GHz Ka band verici frekansında çalışan bir parabolik reflektör anten tasarlandı ve beslemesi için bir ofset horn anten kullanılarak simülasyonu yapıldı ve yönlendirici kazanç ışıma örüntüsü çizdirildi. Daha sonra aynı frekans bölgesinde DNG özelliği gösterecek şekilde omega yapıda bir MM lens katmanı tasarlanarak horn antenin iç kısmında kullanıldı ve uzak alan ışıma örüntüsü tekrar çizdirildi. Simülasyon sonuçlarına göre MM lens kullanınca besleme horn antenin yönlendirici kazancında +3.7 dB'lik bir artış ve HPBW'de ise 4.3° bir daralma gözlemlendi. The common classical method that is used to improve the directivity gain of microstrip patch antennas, which are frequently used in wireless and mobile communication systems, is to design the array antennas. But the main two disadvantages of this method are; coupling between each element and the feeding of each antenna. This thesis proposes using of a separate superstrate metamaterial (MM) lens layer to enhance the directivity gain of the microstrip patch antenna in the Ku Band (12 GHz). Initially, a microstrip patch antenna is designed at Ku-Band. Later, the unit cell structures of the metamaterials are designed and scaled to show the metamaterial characterization in the Ku band. Furthermore, the geometric details on the unit cells of the metamaterials leading to the inductive and capacitive effects, is investigated. Є and μ curves of the unit cells are plotted in MATLAB by utilizing the Robust method to verify that both media parameters (є,μ) are negative at Ku band. In order to convert the unit cell metamaterial structures into a periodic lens layer, the optimal distribution in the dielectric layer, the optimum distance to the reference antenna and the optimum angle with the incident wave are determined and the five different metamaterial lenses are used according to these values. Simulations and designs are carried out in CST, and production and laboratory measurements are carried out in the RF and Microwave Laboratory of Electronics and Communication Department at Yıldız Technical University. It has been observed that the measurement results are close to computer simulations and that in both cases there is an improvement in the reference antenna directivity gain. In addition, parallel to the increase in the directivity gain of the reference antenna, the HPBW is also found to be decreasing as an evidence of increase in the directivity.Finally, an offset horn feed parabolic reflector antenna operating at 29.75 GHz Ka band transmitter frequency, is designed, simulated and the directivity radiation pattern is plotted. Then an omega MM lens layer is designed to show DNG characteristic in the same frequency range and used inside the horn antenna and the far field radiation pattern was replotted. According to the simulation results, when the MM lens is used, an increase of +3.7 dB in the directivity and a 4.3 ° decrease in the HPBW of the feed horn antenna, is observed. 130

Gelişen teknoloji ile birlikte farklı kaynak ihtiyaçları doğmuş, süreç içerisinde de hayatımızın vazgeçilmezleri olmuştur. Elektromanyetik kaynaklar bunlardan bir tanesidir. Günlük hayatta kullandığımız haberleşme altyapısından başlayıp enerji altyapısına kadar çok geniş alana yayılmış birçok elektromanyetik kaynak bulunmaktadır. Çoğu elektromanyetik kaynağın yerleşim yerlerinde, yaşam alanlarımızda kurulu olması bizim için hemen hemen sıradan bir durum olduğunu söylemek mümkündür. Elektromanyetik kaynaklarla bu kadar yakın olmanın, faydasından çok zararı olabileceğini bilmekteyiz. Çünkü EMK yoğunluğuna göre çevresiyle etkileşim halindedir. Çok yüksek miktarlarda (uluslararası kuruluşların belirlediği ölçütler üzerinde) olmadığı sürece insanlar tarafından algılanamaz herhangi bir sorun teşkil etmez. Ancak sürekli bir elektromanyetik alana maruziyet, sağlık problemleri oluşturabilir. Ülkemizin en yoğun şehri olan İstanbul'da elektromanyetik kirlilik hakkında araştırmalar yapılmış olsa da genelde lokal olarak yapılmıştır. Ancak yoğunluğa göre bir çalışma yapılmamıştır. Bu çalışmadaki amaç yoğun yerlerde EMK ölçümleri yaparak, yoğunluğa göre elektromanyetik kirliliğin değişimini göstermektir. Incorporation of high technology in various facets of daily life is on the rise, therefore, there is a parallel increase in the need for appropriate resources. Electromagnetic resources are one such example that supports a wide spectrum including the infrastructure of daily communication webs to that of energy needed in daily modern life. Today presence of numerous electromagnetic sources spread amongst residential areas has become a modern life reality. Although this fact is an inevitable must that meets a need to support the flow if daily operations, it also raises several health concerns because electromagnetic fields are known to be in a dynamic interaction with their environment depending on their intensity. As long as the intensity of an electromagnetic field remains under the recommended levels declared by international safety agencies, they are not sensed by people and hence they do not form a threat to the general public health. However, constant and prolonged exposure to electromagnetic fields do increase the risk factors for various health problems. Several studies have been undertaken in metropolitan city of Istanbul to determine the electromagnetic pollution levels, but in general these studies remained at local scale and so far there has been no report on the intensity of the potential electromagnetically polluted areas. This study aims to establish a map of the city precisely in heavy-use areas while monitoring changes in electromagnetic pollution levels depending on the intencity of the electromagnetic field formed. 64

Son yüzyılda insanlar, sahip olduğu teknolojiler ile gelecek için daha konforlu bir hayat ortamı oluşturmaktadırlar. Gün geçtikçe artan yaşam standartlarına paralel olarak tüketim hızımız ve alışkanlıklarımızda artış göstermektedir. Konforlu hayat için meydana gelen gelişimler ve değişimlere yönelik yapılan çalışmaların insanlık için tehdit oluşturacak unsurları da beraberinde getirdiğinden, bu tehdit unsurlarına karşı kalıcı çözümler bulma zorunluluğu doğmaktadır.Bu tehdit unsurlarının en başında fosil yakıtlarından kaynaklı çevre kirliliği ve buna bağlı olarak iklim değişikliği gelmektedir. İnsanlık tarihi boyunca en temel ihtiyaçlar arasında bulunan ve enerjinin elde edilmesi için varolan sistemde doğalgaz, petrol gibi karbon bazlı yakıtlar kullanılmaktadır. Miktarı gün geçtikçe azalan fosil yakıtlarına ulaşmak pahalı hale gelmekte ve ekonomisi güçlü olmayan az gelişmiş ülkeler için bu durum olumsuz bir hal almaktadır. Ayrıca, fosil yakıtlarının kullanımın artmasıyla insanlık için zararlı olan sera gazlarının yoğun bir şekilde atmosfere yayılması nedeniyle iklim değişiklikleri de ortaya çıkmaktadır. Bu iki sorunun çözüm bulması için son zamanlarda yenilenebilir enerji kaynkalarına yönelim her alanda artış göstermektedir.Türkiye'nin dünya üzerindeki matematiksel konumuna göre güneşlenme süresi ve alanı fazladır. Bu sebepten ötürü, yerli enerji elde etmek için güneş enerjisi en ideal alternatif enerji kaynaklarının başını çekmektedir.Bu doğrultuda, özellikle Türkiye'nin güney bölgelerinde su ısıtma sistemlerinde güneş enerjisi kullanımı yaygın olarak mevcuttur. Güneş enerjisinden bir diğer yararlanma yolu ise, yarı iletken teknolojisine sahip PV modüller ile elektrik enerjisi elde edilmesidir. Ancak, güneşten elektrik elde etme yöntemlerinin hem ilk kurulum maliyetleri yüksek ve hem de amortisman süreleri uzundur. Bu anlamda, söz konusu PV modüllerin verimliliğinin arttırılması için ARGE çalışmalarının yapılması gerekmektedir.Bahse konu güneş panellerinden elde edilen verimin arttırılması için ya PV modül üzerine düşen ışınım şiddetinin arttırılması ya da hücre veriminin arttırılması gerekmektedir. Hücre verimi arttırımı, söz konusu modüllerin yarı iletken malzeme ihtiva etmesi nedeniyle belirli bir seviyeye kadar yapılabilmektedir.Bu çalışmada, güneş takip sistemi kullanılarak PV modül üzerine düşen güneş ışığı şiddetinin arttırılması düşünülmüştür. Şöyle ki; doğu-batı ve kuzey-güney yönlerine hareket edebilen mekanik bir sistem tasarlanmıştır. Bu sistem üzerine 10 W'lık bir güneş paneli konulmuş, dört yanına 4 adet foto direnç (LDR) yerleştirilmiştir. LDR'lerden alınan bilgiler PIC18F452 mikroişlemcisinin analog girişlerine gelmektedir. Mikroileşmci içerisinde bulunan yazılım, PV modülün monte edildiği sistemde bulunan iki adet DC motoru hareket ettirmekte olup, hareketli platformun LDR'lerden alınan bilgiler sayesinde güneşe göre konumlanması sağlanmaktadır. Bu sayede, gün boyunca güneş ışığı paneller üzerine dik açıyla düşmektedir. Ayrıca, uygulaması yapılan bu sistem sayesinde iki gün boyunca ölçüm yapılmış birinci gün sabit sistem verileri kaydedilmiş, ikinci gün ise hareketli sistem verileri kaydedilip enerji verimliliği kıyaslanmıştır. Tüm bunların yanında söz konusu sistem içerisindeki mikroişlemci, DC motorların dönmesi esnasında harcayacağı enerji ile PV modül'den elde edilecek enerjiyi mukayese ederek, dönme işlemi için harcanacak enerjinin fazla olacağına karar verdiğinde STS'yi sabit tutacaktır. Bu sistemde birde akü ve akü şarj kiti mevcut olup, akü dolu ise sistem üretim yapmayacaktır. Bahse konu uygulaması yapılan sistemde oto-manuel butonları mevcut olup, sistem istenilirse manuel de kontrol edilebilecektir. Ayrıca, mikroişlemciden alınan bilgilerin görsel halleri LCD ekranda gösterilmektedir.Anahtar Kelimeler: Yenilenebilir enerji, PV modül, güneş takip sistemi, PIC18F452 , LDR In the last century, people have created a more comfortable life environment for the future with the technologies they have. In parallel to the ever-increasing life standards, the pace of our consumption and our habits have increased. As the works made for the developments and the changes for a comfortable life pose threats to humanity, it is compulsory to find permanent solutions to these threats. The first of these threats are environmental pollution along with climate change which stem from fossil fuels. In the existing system, carbon-based fuels such as natural gas and petroleum are used in order to produce energy which is among the basic needs during the history of humanity. To reach fossil fuels, which are decreasing in amount day by day, is becoming expensive and this is creating a negative situation for the underdeveloped countries. In addition, climate change is also emerging due to diffusion of greenhouse gases in the atmosphere intensively. Greenhouse gases which emerge as a result of increased use of fossil fuels are harmful to the humanity. The tendency towards renewable energy sources has increased in recent years in order to solve these problem. Turkey receives more sunlight in terms of the length of time and the area of the country due to its mathematical position in the world. For this reason, solar energy is the most ideal alternative energy source in order to produce domestic energy. In this direction, the use of solar energy for water heating systems in the southern region of Turkey is widely available. Another way to benefit from solar energy is to produce electrical energy with Photovoltaic (PV) modules which have semiconductor technology. However, the methods of producing electricity from the sun have both high initial costs and long depreciation periods. In this sense, Research and Development(R&D) studies needs to be conducted in order to increase the efficiency of the PV modules. In order to increase the efficiency obtained from the solar panels, either the radiation intensity on the PV module or the efficiency of cell must be increased. The increase of the efficiency of cell can be made to a certain level because the modules in question contain semiconducting material. In this study, it was considered to increase the intensity of the sunlight on the PV module through using the solar tracking system. Namely; a mechanical system is designed to move to the directions of east-west and north-south. A 10 W solar panel is placed on this system and four Light Dependet Resistance(LDR) are placed on each side. The information received from the LDRs goes to the analog inputs of the PIC18F452 microcontroller. The software inside the microcontroller moves the two DC motors in the system where the PV module is assembled and the moving platform is positioned according to the sun thanks to the information received from the LDRs. Therefore, the sunlight falls on the panels at right angles throughout the day. In addition, thanks to this application system, two days were recorded; the fixed system data was recorded on the first day and the moving system data was recorded on the second day; and the energy was compared. Besides, the micro-controller in the system keeps the Solar tracking system (STS) stable when it considers the energy to be consumed is much for the rotation process through comparing the energy consumed during the rotation of the DC motors and the energy produced from the PV module. In this system there is a battery and battery charger kit, and the system does not produce when the battery is full. There are auto-manual buttons on the system so it can be controlled manually if required. In addition, the information received from the microcontroller is displayed on the LCD screen.Keywords: Renewable energy, PV module, solar tracking system, PIC18F452, LDR 72

İnsanoğlunun yarattığı veri trafiği akıllı telefonların hayatımıza girmesi ve kullanımının artması nedeni ile gün geçtikçe artmaktadır. Cisco firmasının hesaplamalarında 1,2 zetabyte olan IP trafiğinin 2021 yılına kadar 3,3 zetabyte olacağı öngörülmektedir.5G teknolojisinin hayatımıza girmeye başlaması ve yüksek kapasiteli veri transfer ihtiyacının artması ile birlikte yüksek veri iletim hızlarına ihtiyaç duyulacaktır. Milimetre dalga frekansında çalışan radyolinkler yüksek bant genişliği ve veri iletim hızları nedeni ile bu kullanım alanı için oldukça uygundur. Artan veri trafiğinin ihtiyaç duyduğu altyapıyı karşılamak adına kullanılması planlanan küçük hücresel (small cell) istasyonlarda verinin bir noktadan başka bir noktaya iletimi için milimetre radyolinklerin kullanılması düşünülmektedir. Alternatif olarak kullanımı düşünülebilecek olan fiber kablonun kurulum maliyeti yüksek ve altyapının kurulumu için bölgede kazı vs çalışmalarının yapılması gerekmektedir. Milimetre dalga radyolinklerde böyle bir ihtiyacın olmamasının yanı sıra kurulum maliyeti de fiber altyapıya göre oldukça ucuzdur. Milimetre radyolinkler mesafe olarak %99.99 hizmet verebilme oranları içerisinde 60 GHz için 1 km, 80 GHz için 3 km'ye kadar hizmet verebilmektedirler. 60 GHz ve 80 GHz frekanslarında atmosferik kayıpların çok fazla olmasından dolayı link uzunluğu 7/13/23 GHz gibi frekanslarda kullanılan radyolinklere göre daha kısadır. Fakat taşıyabileceği veri mevcut bant genişlikleri ve modülasyon tiplerine göre 10 Gbps'ye kadar çıkabilmektedir.Bu tez kapsamında gerçekleştirilen RF ön katman ile DC den 2 GHz'ye kadar olan sinyaller 60 GHz milimetre radyolink frekansına çıkartılmıştır. Kablosuz haberleşme uygulamalarında kullanılabilecek olan bu yapı ile temel bant sinyalleri milimetre dalga frekanslarına çıkartılarak küçük hücresel ve diğer hücrelerde veri trafiği bir noktadan başka bir noktaya yüksek kapasiteli olarak taşınabilecektir.Tez kapsamında ayrıca farklı üretim teknolojilerinin karşılaştırılması, PCB tasarımları, PCB'den dalga kılavuzuna çıkmak için gerekli tasarım teknikleri ve dalga kılavuzu çeşitleri incelenerek tasarıma etkileri incelenmiştir. The increase in data traffic created by human beings due to the rising of the smartphones usage is the main problem of our time. The Cisco Company's estimation is that IP traffic is going to be from 1.2 zettabytes to 3.3 zettabytes by 2021.As 5G technology begins to enter our lives, the need for high-capacity data transfer is going to be an increase in the near future. Therefore high data transmission rates will be needed. Millimeter wave radio links are well suited for this application area due to their high bandwidth and data transmission speeds.Because of the increasing data traffic, it is envisaged to use millimeter radio links to transmit data from one point to another in small cell stations. Alternatively, fiber cabling, which can be considered for use, is expensive to install and needs to be excavated in order to install the infrastructure. In addition to the lack of such a need for millimeter-wave radio links, the cost of installation is also very low compared to the fiber infrastructure.Millimeter radio links are able to serve up to 1km for 60 GHz and 3km for 80 GHz within 99.99% availability distance. The link length is shorter than the radio links used at frequencies of 7 / 13 / 23 GHz because of the atmospheric losses at 60 GHz and 80 GHz frequencies. However, the data rate can be up to 10 Gbps according to the existing bandwidths and modulation types.In this thesis, with the RF circuit design baseband signals which are from DC to 2 GHz are radiated to 60 GHz millimeter radio link frequency. This structure, which can be used in wireless communication applications, can increase baseband signals to millimeter wave frequencies and allow data traffic to be transported from one point to another at high capacity in small cellular and other cells.In addition, in this thesis, different manufacturing technologies are compared and waveguide design is accomplished for V band. 80

İşlemsel zeka yöntem ve uygulamaları, medikal teşhis konusunda sıklıkla kullanılan ve oldukça başarılı sonuçlar veren yöntemler arasında gösterilmektedir. Bu kapsamda, farklı karaciğer hastalıklarının işlemsel zeka yöntemleri kullanılarak teşhis edilmesi üzerine yapılan bu çalışma ve geliştirilen basit arayüz sayesinde, doktorların karar verme sürecinin olumlu yönde etkileneceği düşünülmektedir.Bu çalışmada, 14 farklı karaciğer hastalığıyla ilgili geniş kapsamlı bir veritabanı oluşturulmuştur. İşlemsel zeka yöntemlerinden biri olan, `Karar Ağacı Algoritmaları` denenerek en iyi sonuca ulaşılacak şekilde yazılımsal geliştirilmeler yapılmıştır. Yapılan yazılımsal geliştirmelerde 71 farklı teşhise yardımcı test ve muayene verisi için; uygulama zorluğu, teşhis üzerindeki kesinleştirici etkisi ve maliyet açısından 7 farklı kategori belirlenmiştir. Geliştirilen arayüz yardımıyla uzman doktorun teşhis sürecinin her anında elde ettiği verileri girerek olası sonuçları alması sağlanmıştır. The methods and applications of operational intelligence are among the methods which are used frequently for medical diagnosis with remarkable success. Within this context, it is believed that this study on the diagnosis of various liver diseases using operational intelligence methods together with the developed interface will have a positive effect on the decision making process of physicians.In this study a large comprehensive database of fourteen different liver diseases is formed. Testing `Decision-Tree Algorithms` as one of the operational intelligence methods, the software has been developed in a way to guarantee best results. While developing the software seven different categories are determined for seventy-one data groups of tests and physical examination used for diagnosis. These seven categories have been determined according to the level of difficulty, accuracy and the cost of the tests and physical examinations. With the help of the developed interface it is aimed for the specialized physician to get probable results at any stage of the diagnosis by entering the data s/he has gathered. 35

Güvenlik kameraları günümüzde güvenlik tedbirlerinin en önemli kısmında yer almaktadır. Ev, iş, atölyeler, küçük ve büyük ölçekli işletmelere kadar tüm mekanlarda kullanılan kamera sistemleri gün geçtikçe lüks kullanım aracından çıkarak temel ihtiyaç düzeyine gelmiştir. Uzaktan kontrol sistemlerinde en gözde uygulamalarından biri olan android telefon ile wifi üzerinden hareketli kamera tasarımı günümüz doğrultusunda gerek kamu veya özel kurum ve kuruluşlarında aktif rol oynamaktadır. Bu çalışmamızda seçtiğimiz güvenlik sistemi Pan-Tilt kamera şeklinde olacaktır.Pan : Yatay eksende sağa ve sola döndürülmesiyle yapılan harekete verilen isimdir.Tilt : Dikey eksende aşağıya ve yukarıya döndürülmesiyle yapılan harekete verilen isimdir.Uygulamada gerçekleştirmeye çalışılan projenin prototipi halindedir. Yapılan bu çalışmada amaç ise uygun görülen her hangi bir ortamda görüntünün alınması hareket ettirilerek daha fazla alanın taraması ve elde edilen verileri Android telefona veya bilgisayar ortamına wifi üzerinden gönderilmesini sağlamaktır. Proje bir bütünün parçaları olan Elektrik, Elektronik, Mekanik ve Yazılım alanlarından destek alınarak tasarlanmıştır. Sistemi, bilgisayar USB girişinden veya güç kaynağı aracılığı ile enerjilendirilir. Hareket kabiliyetini ise yazılım vasıtasıyla servo motorlar sağlamaktadır.Tezde devrenin gücü ikiye bölünmüştür. Çünkü servo 1, servo 2 ve led takımını bir hattan enerjilendirilmiştir. Power hattı ise devrede kullandığımız işlemci ve wifi için kullanılmıştır. Bu şekilde sistemi ikiye ayırmamın nedeni ise birinci hattın çekebileceği akım fazla olacağından voltaj düşecek ve sistem resetlenecektir. Bu durum ile karşı karşıya kalmamak için devreyi ikiye ayırdım. Bu özellik sadece olumsuz herhangi bir durum ile karşılaşmamak nedeniyle önlem almak içindir. Sisteme monte edilmiş RGB ledlerinde üzerinde taşıdığı kamera ortamın görüntüsünü kaydetmektedir. Arduino işlemci ile android telefon arasında wifi üzerinden sağlanan iletişim, yazılım vasıtasıyla android telefona veya bilgisayara yollanmaktadır. Security cameras are nowadays the most important part of security measures. Camera systems used in all areas from home, work, workshops to small and large-scale businesses have been gradually getting more basic usage level by means of luxurious usage. The design of a mobile phone with a phone or wifi in remote controlled systems and mobile phones plays an active role in today's public and private institutions and organizations. Check this if you have a Pan-Tilt camera.Pan: The name given to the action performed by rotating the horizontal axis to the left and right.Bending: The name of the action performed by rotating the vertical axis up and down.There are prototypes. Android allows to send wifi to phone or computer environment. Project is a whole piece. Electrical, Electronics, Mechanical and Software fields. The system is powered by the computer USB port or power supply. Cabinet with servos for servomotors.In my dissertation, I broke the power of the devil in two. Because I energized servo 1, servo 2 and led assembly. Power line is used for the processor and wifi we use. In this way, if the system is split in two, the primary line will draw more current than it can draw. The voltage will drop and the system will be reset. I split the circuit in half to avoid this situation. Download interior. It's just for taking the necessary precautions. The RGB LEDs mounted on the system record the image of the camera environment it carries on it. The communication provided between the Arduino processor and the android phone is sent to android phone or computer via software. 104

Günümüzde milimetre dalga frekanslarında yapılan uygulamaların sayısı hızla artmaktadır. Milimetre dalga frekansları kablosuz haberleşme, kısa mesafe radar sistemleri ve otomotiv sektörü gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Milimetre dalga frekanslarının bu uygulamalarda çeşitli avantajları vardır. Yüksek hızlı veri aktarımı ve çözünürlük bunlara örnek olarak verilebilir. Ayrıca dalga boyunun küçük olması nedeniyle anten boyutları küçük olmaktadır. Bu sayede kolayca dizi anten olarak kullanılabilir. Bunların yanında bazı dezavantajları da bulunmaktadır. Özellikle 60 GHz frekans bandı civarında, atmosferik kayıplar yüksek olduğu için milimetre dalga uygulamaları genellikle kısa mesafeli olarak gerçekleştirilebilmektedir [1]. IEEE 802.11 ad standardı, 60 GHz merkez frekansı olan 7 GHz' lik lisanssız bir bant genişliği sunmaktadır [2]. Yüksek bant genişlikleri sayesinde saniyede 10 gigabitlik hızlara ulaşılabilmektedir. Bu tez kapsamında gerçekleştirilen Vivaldi anten, yakın mesafe milimetre dalga kablosuz haberleşmede kullanımını amaçlamaktadır.Çok geniş bantlı Vivaldi antenler yüksek yönlendiricilik ve kararlı bir ışıma desenine sahip olması gibi birçok özellik sağlamaktadır. Bu karakteristiklerin yanında kolay üretilebilir ve düşük maliyetli olması, baskı devrelere kolay entegre edilebilmesi gibi özellikleri sayesinde dizi anten olarak kullanımı elverişlidir [3].Vivaldi anten üzerinde bulunan üstel eğri profili sayesinde teoride çok geniş bir bant genişliği sağlanmaktadır [4]. Vivaldi antenler, yarıklı yüzey ile ışıma yapan kısım arasında yürüyen dalga prensibi ile çalışmaktadır [5].Bu bildiride, eş-düzlemli Vivaldi antenin ışıma yapan yüzeyi üzerine belli aralıklarda ve boyutlarda yarıklar açılarak antenin ışıma karakteristiğini iyileştirmek amaçlanmıştır. Açılan yarıklar sayesinde yüzey akımları yoğunluklu olarak antenin ön kısmına yönlendirilmiştir. Bu sayede antenin yan kulak seviyeleri düşürülerek ana hüzme genişliği arttırılmıştır. Nowadays, the number of applications in millimeter wave frequencies has been rapidly increasing. Millimeter wave frequencies have been used in many applications like wireless communication, short range radar systems and the automotive industry. They have several advantages such as high speed data transfer and high resolution, in these applications. In addition, having small sized antennas is another adavantage of the millimeter wave frequencies due to its short wavelength. Thanks to having small size in antennas, these frequencies can be used in array antennas easily. However, millimeter wave frequencies have also some disadvantages. The applications in millimeter wave frequencies have been generally realized in short distances because athmospheric losses are very high, in especially frequency band of 60 GHz [1]. The IEEE 802.11ad standard offers an unlicensed bandwidth of 7 GHz with a center frequency of 60 GHz [2]. Data rates can be increased upto 10 Gbps thanks to its wide bandwith. The realized Vivaldi antenna in this thesis aims to be used in short distance wireless communication.Vivaldi antennas, which have very wide frequency bands, have many features like high directivity and stable radiation pattern. In addition to these features, Vivaldi antennas are convenient to be used in array antennas thanks to its ease in manufacturing, low cost and easy integration to the printed circuits [3].Vivaldi antennas provide very wide bandwidth in theory thanks to exponential curve profile on the antenna. Vivaldi antennas work with a traveling wave principle between the splitting surface and the radiating part [5].In this thesis, it is aimed to improve the radiation characteristics of the antenna by opening the slots at certain intervals and sizes on the radiating surface of the coplanar Vivaldi antenna. Due to the slots opened, the surface currents are directed to the front of the antenna with high intensity. By directing the surface currents to the front of the antenna with high density, the main beam width is increased by reducing the side lobe levels of the antenna. 69

RF ön-uç temelde bir RF alıcısının, ara frekans veya baz-bant bölümünden önce ilk aşamasını oluşturan parçaları ifade etmek için kullanılan bir terimdir. Bu, genellikle, tipik bir süperheterodin alıcısının karıştırıcı / yerel osilatör ve düşük gürültülü yükselteç birimleri ile anten ve filtre birimlerini kapsamaktadır. RF ön-uç tasarımı, doğrudan sistem mimarisi ve performansını etkilediği için RF sistem tasarımında önemli bir konudur. Sistem performansı ile doğrudan bağlantılı olduğu için sanayinin ilgisini çektiği kadar akademik camia için de cazip bir çalışma alanı oluşturmaktadır.Son bilimsel çalışmalar RF ön-uç tasarımında iki ana eğilimi göstermektedir; ya `Yongada Sistem (System-on-a-Chip)` formunda RF ön-uç devresi tasarım, geliştirme ve imalatı yani artan entegrasyon eğilimi ya da anten ve filtre gibi gibi RF ön-uç alt birim tasarımları ile genel sistem tasarımının çeşitli iyileştirme (optimizasyon) algoritmalarının uygulanması yoluyla geliştirilmesi ve genel bir performans iyileştirmesi elde edilmesi şeklindedir. Bu çalışmada ikinci eğilim takip edilmiş ve `Ultra Geniş Band - UGB` RF ön-uç tasarım hususları ele alınmıştır. Ayrıca, tüm RF ön-uç mimarilerinin hepsinde bulundukları için UGB anten ve filtre ünitelerinin özgün tasarımları gerçeklenmiştir. Tasarımı tamamlamak ve test etmek için kullanılan diğer cihazlar, bilinen elektriksel özelliklere ve performansa sahip Rafta Hazır Ticari (RAHAT) ürünlerdir. Tasarlanmış anten `Kısmen Dielektrik Yüklü Vivaldi şekilli Transverse Electromanyetik (TEM) Horn (VS-PDL)` antenin kompakt (küçültülmüş) bir versiyonudur. Özellikle 1,5-10,6 GHz (UGB) bandında 10dBi civarında yüksek kazanç değerleri sağlayacak şekilde çalışmak üzere tasarlanmıştır. Vivaldi ve TEM Horn antenler nispeten basit geometrileri ve geniş bir bantta sağlayabildikleri yüksek kazanç değerleri nedeniyle UGB uygulamaları için uygun adaylardır.Çalışmanın bu bölümü, TEM Horn antenler ile Vivaldi antenlerin karşılıklı avantajlarından yararlanarak istenen performans hedeflerine ulaşmak amacıyla TEM Horn antenin Vivaldi anten gibi şekillendirilmesi esasına dayanmaktadır. Anten yapısına, kazanç ve bant genişliğini artırmak amacıyla ortasından kısmi dielektrik yüklemesi yapılmıştır. Anten, daha iyi yönlendirilmiş bir ışıma diyagramı elde etmek ve istenmeyen yan süzmeleri azaltmak için Mükemmel Elektriksel İletken (MEİ) bir malzemeden yapılmış bir kutu içine yerleştirilmiştir.Sonuçlar başarılı bir seviyede olup `Kısmen Dielektrik Yüklü Vivaldi şekilli TEM Horn (VS-PDL)` anteni, yeni oluşturulan UGB (3,1-10,6 GHz) bandını kullanan sistemler için olduğu kadar ISM, Wi-Fi ve GSM gibi popüler bantları kullanan iletişim sistemlerinin RF Ön-uç bölümlerinde de kullanılabilecek kompakt bir anten olarak önerilmiştir.Filtre ile ilgili olarak, bant-geçiren filtre (BGF) tasarımı için, baz elemanlarının, 3B Elektromanyetik (EM) simülatör tabanlı Support Vector Regression Machine (SVRM) modellerini kullanan yeni bir metodoloji sunulmuştur. Analitik denklemler kadar hızlı ve 3B EM simülatörü kadar doğru SVRM model elementleri, Ultra Geniş Bant mikrostrip BGF'yi optimize etmek için basit ve etkili bir Guguk Kuşu Arama (GKA) Algoritmasında kullanılmıştır. GKA performansı, Genetik Algoritma (GA) ve Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO) gibi diğer Meta-Heuristic'lerin sonuçları ile karşılaştırarak doğrulanmıştır. Önerilen tasarım metodolojisine bir örnek olarak, 3.1 GHz ve 10.6 GHz frekansları arasında çalışan bir UGB BGF tasarlanmış, üretilmiş ve ölçülmüştür. Simülasyon ve ölçüm sonuçları paralellik arz etmekte olup, dönüş kaybı, ekleme kaybı, harmonik bastırma ve grup gecikmesi gibi filtre tepki karakteristikleri açısından da bu optimizasyon metodolojisinin daha üstün performansına işaret etmektedir.Özgün tasarlanan UGB anten ve filtre ünitelerinin ardışık olarak birlikte çalışma performansları (sanki komple bir RF ön-uç devresinin bir parçalarıymış gibi) özel bir uygulama amacı düşünülmeden, CST STUDIO SUITE Elektromanyetik (EM) Simülasyon yazılımı kullanılarak simule edilmiş ve ayrıca laboratuar ortamında gerçekleştirilen ölçümler ile doğrulanmıştır. Alınan dalga şekillerinde ciddi bir dağılma /bozulma gözlemlenmemiştir. Bu husus UGB tasarımında önemli bir noktadır. Dolayısıyla, ölçüm sonuçları, simülasyon sonuçları ile uyum içerisinde ve çok tatmin edici bir seviyede olup başarılı bir UGB performansına işaret etmektedir. RF Front-end is the term basically used to refer to the parts in an RF receiver that comprise the initial stage before the intermediate frequency or base-band section. It is usually meant to cover the antenna, filter, mixer with local oscillator and amplifier units in a typical superheterodyne receiver. RF Front-end design is a prominent issue within the RF system design as it is closely linked to the system architecture and performance. Since it has a direct impact on the system performance, its design has always been an important task for the industry as well as attractive for the academia to study. Recent scientific studies on the RF Front-end design indicates two mainstream trends; either the design, development and manufacturing of RF Front-end circuitry in the form of `System-on-a-Chip` architectures i.e increased integration or the application of various optimization algorithms on the design of RF Front-end sub-units like antenna and filter as well as the overall system design to obtain a better performance. In this study, we followed the second trend and studied `Ultra Wide Band - UWB` RF Front-end design issues in terms of design, implementation and concatenation of novel UWB antenna and filter units as they are common to all kinds of RF Front-end system architectures. Other parts that are used to complement and test the design are commercially (readily) available equipment with known electrical characteristics and performance.The designed antenna is a compact (miniaturized) version of a `Vivaldi Shaped Partially Dielectric Loaded (VS-PDL) Transverse Electromagnetic (TEM) Horn antenna`. It was specifically designed to achieve high gain levels around 10dBi over the UWB band of 1.5-10.6 GHz. Vivaldi antennas as well as the TEM Horn antennas are good candidates for UWB applications as they both have relatively simple geometry and high gain over a wide bandwidth. The idea is to make use of combined respective advantages of Vivaldi and TEM horn antennas to achieve the desired goals by shaping the TEM horn antenna to look like a Vivaldi antenna. The antenna structure is further modified by a partial dielectric load in the center to increase the gain bandwidth. It is placed in a surrounding box made of a Perfect Electric Conductor (PEC) material to reduce the undesired side lobes and to obtain more directive radiation pattern. The results are promising and the Vivaldi Shaped Partially Dielectric Loaded (VS-PDL) TEM horn antenna is proposed as a compact UWB antenna for systems using the newly established UWB (3.1-10.6 GHz) band and also for various applications including the RF Front-End parts of the communication systems using the popular bands like ISM, Wi-Fi and GSM. Regarding the filter, a new methodology using a 3D Electromagnetic (EM) simulator-based Support Vector Regression Machine (SVRM) models of base elements is presented for band-pass filter (BPF) design. SVRM models of elements which are as fast as analytical equations and as accurate as a 3D EM simulator, are employed in a simple and efficient Cuckoo Search Algorithm (CSA) to optimize an ultrawideband (UWB) microstrip BPF. CSA performance is verified by comparing it with other Meta-Heuristics such as Genetic Algorithm (GA) and Particle Swarm Optimization (PSO). As an example of the proposed design methodology, an UWB BPF that operates between the frequencies of 3.1 GHz and 10.6 GHz is designed, fabricated and measured. The simulation and measurement results indicate in conclusion the superior performance of this optimization methodology in terms of improved filter response characteristics like return loss, insertion loss, harmonic suppression and group delay. The concatenation of the antenna and the filter (as if they were part of a complete RF Front-end circuitry) without seeking any certain application is verified by the simulations using the CST STUDIO SUITE Electromagnetic (EM) Simulation software program first and then by the system level measurements within the laboratory environment. It has been observed that there were no significant waveform dispersion on the received pulse shape. This is an important issue in the UWB design and hence the measurement results are concluded as very satisfactory and in agreement with the simulation results indicating a successful UWB performance of the units under test. 94

Katı dalga kılavuzları (rigid waveguides), yüksek güçlü anten sistemlerinde elektromanyetik işaretin az bir kayıpla taşınabilmesini mümkün kılan bileşenlerdir. Bu bileşenler, az kayıpla işaret taşıyabildikleri gibi filtreleme, polarizasyon ayırma, faz değiştirme gibi özel uygulamalar için de tasarlanabilirler. Genelde anten sistemlerinin anten katında dairesel ve dikdörtgensel dalga kılavuzu yapıları kullanırlar. Fakat diğer alıcı-verici kısımlarda girintili (ridge) dalga kılavuzları, koaksiyel dalga kılavuzları gibi yapılar da kullanılmaktadır.Bu tez çalışmasında canlı yayın aracı olarak bilinen SNG (Satellite News Gathering) araçlarında uydu haberleşmesi kısmında elektromanyetik işaretin antenden alınması ve uyduya gönderilmesi için ara katlarda kullanılan bazı elektromanyetik bileşenlerin tasarımı yapılmıştır. Bu kapsamda Dik-mod iletici (OMT), İletim Reddeden Filtre (TRF) ve Döner Eklem (RJ) olmak üzere üç farklı bileşenin tasarımı yapılmıştır. OMT, uydudan alınan farklı polarizasyondaki iki işareti birbirinden ayırmayı sağlayan ve iki farklı polarizasyonda haberleşme ihtiyacı olan sistemlerde kilit bir işleve sahiptir. Hem alıcı-verici işaretinin ortak anten üzerinden iletimini sağlamakta hem de anten sistemlerinde çapraz polarizasyon (cross-pol) parametresini belirlemektedir. İletim reddeden filtre ise bant geçiren bir dalga kılavuzu filtredir. Verici tarafından yüksek güçle uyduya gönderilen işaretin, alıcı tarafını etkilememesi için güvenlik amacıyla sistemde bulunmaktadır. Döner Eklem (Rotary Joint), SNG araçları gibi hareket ihtiyacı bulunan haberleşme sistemlerinde veya hareketli anten sistemlerine sahip yer istasyonlarında (radar vb), elektromanyetik işaretin bu hareketten etkilenmeden iletimini sağlayan bir mikrodalga bileşendir. Örneğin farklı uydularla bağlantı kurulurken dönme ve kalkış açıları ile polarizasyon için antenin yönü değiştirilirken, katı dalga kılavuzlarından oluşan ve hareketsiz olması gereken sistemin gerekli kısımlarında hareketi sağlamaktadır. Tasarımlarda Ku-Band'da (10.7GHz - 14.5GHz) çalışan SNG araçları için EIA'nın (Electronic Industries Alliance) WR-75 ve WC69 olarak belirlediği dalga kılavuzu standartları kullanılmıştır.Anahtar Kelimeler: Dalga kılavuzu, dik-mod iletici, OMT, döner eklem, girintili dalga kılavuzu, dalga kılavuzu filtre, iletim reddeden filtre, WR-75 Rigid waveguides are used in high power microwave antenna systems that that is able to carry high power signal with low loss. Besides carrying signal with low loss, these components can be designed for special applications such as discriminating polarization, phase shifting and filtering. Generally, antenna systems use circular and rectangular waveguides in the antenna layer, but in other receive-transmit parts of the system different types of waveguides like coaxial waveguides, ridge waveguides etc. have wide usage area.In this thesis, some microwave component designs that are used in interstages of SNG vehicles have been made for receiving electromagnetic signal from antenna and transmitting it to satellite. In this context, three different components; orthomode transducer, transmit reject filter and rotary joint have been designed. OMT, has a key role in discriminating the transmitted and received signal which have different polarizations. OMT does not only provide a common port for transmitted an received signal, but also it determines cross polarization parameter in antenna systems. Transmit reject filter is a waveguide bandpass filter. It is part of the antenna system for to secure receive part (LNA) of the system from high power signal transmitted from HPA. Rotary joints give rotation ability without any interruption for antenna systems that are not able to move such as SNG vehicles, radars etc. For example, when linking up with different satellites, the antenna system which is consist of rigid waveguides should remain stationary. Rotary Joints become significant when the antenna system should be mobilized as a consequence of azimut, elevation and polarization factors. In the design of the components, WR-75 and WC-69 waveguide flange standards defined by EIA are used for Ku Band (10.7 GHz ? 14.5 GHz) SNG antenna network.Key words: Waveguide, Orthomode Transducer, OMT, Rotary Joint, Transmit Reject Filter, Ridge Waveguide, WR-75 81

Bu çalışmada farklı yöntemlerle yapılan Radar Kesit Alanı küçültme işlemi, zamanda sonlu farklar algoritması kullanılarak ve farklı ortamlarda dalga hareketlerinin analizleri yapılarak modellenmiş ve bunlarla ilgili simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Analitik yöntemlerle çözülebilen bir elektromanyetik problemin, deneysel olarak modellenebilmesindeki zorluklar neticesinde, bu çözümlerin bilgisayar ortamına uygun hale getirilmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Ancak analitik yöntemlerle yapılan çözümlerin yazılım kodlarına uygun olmamasına bağlı olarak ortaya çıkan problem, zamanda sonlu farklar yöntemiyle çözümler yapılarak ortadan kaldırılmıştır. Yapılan yazılımların, parametrelerin kullanıcı tarafından değişimine imkan verecek şekilde tasarımı, bu yazılımların, daha birçok, aynı tür, kompleks problemlerin çözümünde kullanılabilirliliğini sağlamıştır. Ayrıca Matlab programında alınan neticeler ayrıca FEKO programıyla da teyit edilmiştir. In this thesis, Radar Cross Section Reduction prosess that is done by several ways, is modelled and simulated in different environment using finite difference time domain algorithm. The result of some difficulties to make an experimental model for the electromagnetic problems which have been solved analytically, necessitated using computational methods to solve these problems. Application of solutions obtained by analytical method to the computer environment has created an adaptation problem and this problem has been solved using finite difference time domain method. Computer Programs are written to solve variety of problems, using changeable parameters. The results that had been derived from Matlab, have been confirmed by using FEKO. 98

Kablosuz haberleşme sistemlerinde iletilen işaretin daha hızlı ve daha kaliteli veri iletimi,band genişliği gereksinimlerini ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada kablosuz haberleşmesistemini etkileyen çok yollu işaret sönümlemeleri azaltmak ve haberleşme sisteminin iletimverimliliğini arttırmak için kullanılan yapılar incelenmiştir.Haberleşme sisteminin performansını arttırmak için, alıcı ve verici anten sayılarında yapılandeğişiklerle elde edilen Çoklu-giriş çoklu-çıkış sistemler incelenmiş ve bu yapıların temelalıcı verici yapılarından bahsedilmiştir. Çoklu-giriş çoklu-çıkış sistemiyle birliktekullanılmaya başlayan ve iletim verimliğini arttıran dikgen frekans bölmeli çoğullama tekniğide anlatılmıştır.Çalışmada çok yollu sönümleme etkisini azaltmak için verici ve alıcı anten sayılarındagerçekleştirilen iletim çeşitleme yöntemleri incelenmiş ve verici anten sayılarına göregerçekleştirilen uzay zaman kodlama yapısından bahsedilmiştir.Alıcı ve verici anten sayısında yapılan çoğullama tekniklerine göre, çalışmada Alamouti vemaksimum oran birleştirme yönteminin iletim çeşitleme yapısı analiz edilmiş ve farkısönümle ortamlarında, farklı alıcı verici sayılarına göre bir çeşitleme simülasyonugerçekleştirilmiştir. Elde edilen simülasyon sonuçlarına göre, Alamouti ve maksimum oranbirleştirme yönteminin sağlamış olduğu iletim çeşitleme kazançları ve farklı sayıdaki antençoğullama yapıları için bit hata oranları analiz edilip karşılaştırılmıştır.Anahtar Kelimeler: Çok yollu sönümleme, çoklu-giriş çoklu çıkış, uzay zaman kodlama,iletim çeşitlemesi, Alamouti, maksimum oran birleştirme Wireless communication systems need high data rates and higher bandwidth resources perchannel to improve the transmission efficiency and diversity.In this thesis, multipath fadingenvironment and scattering environment which effect the efficiency of wirelesscommunications systems have been described and the types of the ways to reduce this adverseeffects have been investigated.Multiple input multiple output systems which have been established by multiplying thenumber of transmitter and receiver antennas have been described to improve the performanceof wireless communication systems. Also the infrastructure of multiple input multiple outputtransceiver system has been analyzed with Orthogonal frequency division multiplexing accesshas been explained.Space time coding methodology which is used by changing the number of transmitter andreceiver antennas and which provides diversity gain has been analyzed for reducing the effectof multipath fading environment.Multiplexing with transmitter and receiver antennas, Alamouti and maximum ratio combiningtransmission diversity methodology have been described and analyzed with the simulationresults under different fading environment conditions and with different numberconfigurations of transmitter and receiver antennas. According to simulation results, theconclusion and comparison have been analyzed for bit error rate between Alamouti andmaximum ratio combining methodology.Keywords: Multipath fading, multiple input multiple output, space time coding, transmissiondiversity, Alamouti, maximum ratio combining 95

Bu tez yeni gelişmekte olan bir teknolojinin yani RF MEMS teknolojisinin bazı uygulamalarına değinmiştir. Yapılan çalışma mekanik, elektronik ve malzeme birimlerinin bir sentezini sunmaktadır.Tezin birinci bölümünde RF MEMS'lerin kullanım nedenleri belirtilip, RF MEMS anahtarlara ve mikroelektronik RF anahtarlama teknolojilerine kısaca giriş yapılmıştır. İkinci bölümde RF MEMS anahtarlar ayrıntılı olarak incelenmiş ve ayrıntılı işleme teknikleri ve üretim aşamaları sunulmuştur. Üçüncü bölümde HFSS proğramında oluşturduğumuz RF MEMS seri ve paralel anahtarların mikrodalga karakteristikleri ve S parametreleri elde edilmiştir. Bunu takip eden bölümde ise yapay sinir ağları ile ilgili genel bilgilere yer verilmiştir. Son bölümde HFSS proğramı ile elde ettiğimiz verileri çeşitli ağ modellerine ve eğitim algoritmalarına gore yapay sinir ağlarında uyguladık ve çıkan sonuçları, çıkması beklenen sonuçlara gore karşılaştırp grafikler sunulmuştur.Anahtar Kelimeler: RF MEMS, anahtar, yapay sinir ağları.xvi This thesis is about some kinds of RF MEMS, which is a newly developing technology. The thesis contains mixture of mechanical, electronical and materials fields.In the first section, a short entrance is made to RF MEMS switches and microelectronical RF switch technologies after telling the reasons of using RF MEMS. In the second part, RF MEMS switches are investigated in detail and detailed working techniques and production steps are presented. In the third part, microwave characteristics and S parameters of the RF MEMS parallel and serial switches that we produced in HFSS program are calculated. The coming section includes some necessary information about artificial neural networks technology. In the last section, we applied the variables that are produced through the HFSS program in artificial neural networks according to different network models and training algorithms and used graphics to compare the concluded results with the expected results.Keywords: RF MEMS, switch, artificial neural networksxvii 165

Modern radar ve haberlesme sistemleri üzerindeki anten sayıları günden güne artmaktadır. Buartıs özellikle yer ve ağırlık ihtiyaçlarının çok önemli olduğu uzay çalısmalarında ciddi birsorundur. Tezde ilk olarak yeniden sekillenebilir antenler ve antenlerin yapısı üzerindedurulmustur. Bu yeni tip antenler uygun anahtarlama yapılarıyla değisik frekanslardaçalısabilecek sekilde yapısal olarak sekillendirilebilirler. Bu sekilde aynı anten çok değisikuygulamalarda kullanılabilinir. Böylece antenin çalıstığı frekans bandları artabilir ve yer,ağırlık gibi unsurlarda tasarruf sağlanır.Tezde RF-MEMS anahtarlar kullanılarak tasarlanan yeni bir anten yapısı sunulmustur. Antentasarım asamasında dikdörtgen mikroserit anten 3.5 GHz bandı için tasarlanmıs daha sonra buanten U-seklinde bir yama antenle anahtarlar yardımıyla birlestirilerek 2.4 GHz bandı için deçalısabilmesi sağlanmıstır. Tezin asıl amacı ise yeniden sekillenebilir özellikteki tasarlananantenin adaptif bir dizide kullanılmasıdır. Adaptif antenler veya daha genellestirerek akıllıantenler; istenilen isarete doğru antenin ana hüzmezini yönlendiren, gürültü veya interferansisaretlerine doğru antenin yan loblarını veya sıfırlarını yönlendiren sistemlerdir. Adaptiflik veyeniden sekillenebilirlik özelliklerinin tek bir sistemde birlestirilmesi ve incelenmesi çesitliörneklerle gösterilmistir. Bu sistemin kablosuz haberlesme teknolojilerinde sağlayacağıfaydalar incelenmistir.Anahtar Kelimeler: Akıllı Anten, RF-MEMS Anahtar, Yeniden Sekillenebilir Anten Modern radar and communication systems have experienced a tremendous increase in thenumber of antennas onboard, on the ground, and in orbital space. This places a burden due tothe confined volume and limited weight requirements especially in space applications. Thereconfigurable antenna is a promising and exciting new type of antenna, where through theuse of appropriate switches the antenna can be structurally reconfigured, to maintain theelements near their resonant dimensions for several frequency bands. This increases thebandwidth of the antenna dramatically, which enables the use of one antenna for severalapplications.In this thesis novel reconfigurable antenna element were designed to work at 2.4 GHz and at3.5 GHz. Simulation results for antenna were obtained using HFSS. In this work introducesthe use of reconfigurable antenna elements in adaptive arrays. An adaptive array that can nullinterference and direct its main lobe to the desired signal while being reconfigurable tomaintain functionality at several frequency bands has the potential to revolutionize wirelesscommunications in the future. This system design illustrate how reconfigurable elements andadaptive arrays can be combined very beneficially for use in wireless communication systems.Anahtar Kelimeler: Smart Antenna, RF-MEMS Switch, Reconfigurable Antenna 115

Kablosuz ag teknolojileri günümüzde kablolu ag teknolojilerinin kullanıldıgı tüm ortamlardaverimliligi arttırmak, hareket edebilme esnekligini saglamak ve kablolama zorlugununbulundugu yerlerde kablosuz olarak erisilebilirligi devam ettirebilmek için yaygın olarakkullanılmaktadır. Özellikle son yıllarda bu teknolojideki gelismeler ile kullanıcılara dahahızlı, ekonomik, esnek ve güvenilir çözümler sunulmustur.Bir kablosuz agın uygun bir sekilde kurulumu; erisim noktası sayısının dogru belirlenmesine,erisim noktalarının kör nokta kalmayacak sekilde dogru konumlandırılmasına ve güçseviyelerinin ihtiyaca uygun ayarlanmasına, dogru kanal seçimine ve dogru kablosuz agstandardının kullanılmasına baglıdır. Bu nedenle, ortamın modellenmesi ve elde edilenverilere göre elektromagnetik alan siddeti haritasının çıkartılması kuruluma baslamadan önceplanlama asamasında yapılması gereken bir çalısma olmalıdır.Kapalı ortamlarda radyo propagasyonun tahmini oldukça güçtür. Alıcı ve verici arasındadogrudan görüs hattının olmaması, dalganın vericiden yansıma, saçılma ve kırınımlarlaalıcıya ulasması, ortamda bulunan engellerin ve binanın yapımında kullanılan malzemelerinçesitliligi ve degiskenligi, zemin farklılıkları elektromagnetik dalga propagasyonununtahminini güçlestiren faktörlerden sadece birkaçıdır.Bu çalısmada bina içi ortamında pilot olarak seçilen iki farklı bölgenin Elektromagnetik alansiddeti haritasının çıkartılması amaçlanmıstır. Çevresel birçok parametrenin etkili oldugu vematematiksel olarak modellemenin oldukça zor bir problem olan kapalı bir bölgedekielektromagnetik alan siddetinin koordinat eksenlerine baglı olarak modellenmesinde yapaysinir agları kullanılmıstır. Bina içi ortamda belirli noktalarda ölçüm degerleri alınmıs ve budegerler ile yapay sinir agının egitim ve test kümeleri olusturulmustur. Farklı ag yapıları veögrenme algoritmaları kullanılarak egitim ve test islemi MATLAB 6.1 programı ilegerçeklestirilmistir. Test islemi sonucunda agın çıkısında elde edilen degerler ile seçilenbölgedeki elektromagnetik alan siddeti haritası çıkartılmıstır.Anahtar kelimeler: Kablosuz aglar, Bina içi haberlesme, Yapay sinir agları, Today, Wireless Local Area Networks are widely used in all the environments where wiredtechnologies are used in order to increase effectivenes, enable mobility and maintainconnectivity where cabling is impossible. Notably, by the evolution in this technology inrecent years; fast, economic, flexible and secure solutions are being presented to users.Installing a wireless network in the optimum way is subject to the conditions that; the numberof access points are set accurately, the access points are such positioned that there are no blindpoints, the power is adjusted to no more than the required level, right channel number andwireless network standard are selected. Consequently, modelling and mapping ofelectromagnetic field should be the work in planning stage prior to the installing of thewireless network.Estimating the radio propagation within indoor environment is a difficult problem. Obstructedline of sight between the receiver and transmitter, arrival of the wave to the receiver byreflection, scattering and difraction, variety of the obstacles in the environment and buildingmaterials, dissimilarity of the floor materials are some of the reasons that make the estimationof the indoor electromagnetic wave propagation so hard.In this study, mapping of electromagnetic field strength of two different indoor environmentis aimed. Artificial Neural Networks were used for modelling the electromagnetic fieldstrength of an indoor environment where many parameters are forcible and mathematicallymodelling is so hard. The elctromagnetic field strength was measured on some points withinthe indoor environment which were used as the training and test values of the artifical neuralnetworks. Variety of network structures and learning algorithms were used and MATLAB 6.1was used for training and testing processes. After the test process, electromagnetic fieldstrength map of the selected area was obtained by the output values of the artifical neuralnetwork.Keywords: Wireles communication, Indoor communication, Artificial neural networks 131