Minkowski fraktal anten tasarımı ve yapay sinir ağı modeli

Abstract

Bu çalışmada ilk olarak fraktal TUBİTAK ambleminden yola çıkılarak tübitak anteni tasarlanmıştır. Tübitak anteni yama anten olup geniş bantta çalışacak şekilde yapılmıştır. Anten CST programında tasarlanmıştır. Boyutlar en iyi s parametre değerleri çıkacak şekilde ayarlanmıştır. Daha sonra ışıma diyagramları incelenmiştir.İkinci olarak fraktal antenler hakkında genel bilgiler verildikten sonra bir fraktal yama anten CST programında tasarlanmıştır. Bu anten ikinci safhadaki hilbert eğrisi ile birleşmiş Minkowski eğrisi şeklindedir. Burada fraktal antenlerin boşluk doldurma özelliğinden yararlanılmaktadır. Boşluk doldurma özelliği anten boyutunu küçültmeyi mümkün kılar. ikinci safhadaki hilbert eğrisi ile birleşmiş Minkowski eğrisi yüzey doldurmaya uygundur. Ayrıca burada fraktal antenlerin kendine benzerlik özelliğinden de yararlanılmaktadır. Bu sayede anten multibant bir davranış sergilemektedir. Fraktal antenin oluşumundaki üç ayrı safha da CST programında tasarlanmıştır. Üç ayrı safhada elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Aradaki farklar gösterilmiştir. Antenin ışıma diyagramı da incelenmiştir.Daha sonra CST programında tasarlanmış olan fraktal anteni için Yapay Sinir Ağı modeli gerçeklenmiştir. Bunun için ilk olarak 3 girdi, 8 ara ve 6 çıktı katmanına sahip ileri beslemeli YSA mimarisi oluşturulmuştur. Oluşturulan YSA mimarisine fraktal antenin boyutlarını belirleyen iki parametresi, yalıtkan malzemenin dielektrik sabiti ve bunlara karşı oluşan CST programında elde edilen çıkış değerleri verilerek Yapay Sinir Ağı'nın eğitimi sağlanmıştır. Daha sonra, eğitilen yapay sinir ağını test etmek amacıyla çıkış değerleri bilinen farklı giriş parametreleri Yapay Sinir Ağı'na giriş değeri olarak verilmiştir. Girdilere (fraktal antenin boyutlarını belirleyen iki parametresi ( ) ve yalıtkan malzemenin dielektrik sabiti ( )) karşılık YSA'nın ürettiği çıkışlarla CST programında elde edilen çıkış değerleri ( 1. rezonans frekansı ( ), 1. rezonans frekansındaki (dB), 1. rezonans frekansındaki VSWR, 2. rezonans frekansı ( ), 2. rezonans frekansındaki (dB), 2. rezonans frekansındaki VSWR) antenin boyutu 'ye bağlı olarak şekil üzerinde karşılaştırılarak YSA'nın performansı incelenmiştir. Toplam 6 tane şekil ortaya çıkmıştır. Bu işlemler Matlab programında yapılmıştır. Yapay Sinir Ağı tasarımı için Matlab'daki Yapay Sinir Ağı araç kutusundaki fonksiyonlardan yararlanılmıştır. Bu şekiller incelendiğinde iyi eğitilmiş Yapay Sinir Ağları ile elde edilen sonuçlar ve gerçek değerler arasında farkın çok az olduğu görülmüştür. Bu durum, Yapay Sinir Ağları'nın problemin çözümü için matematiksel modelin ve algoritmanın bulunmadığı, sadece örneklerin var olduğu durumlarda başarılı olduklarını göstermiştir.