Radyo dalgası yayılımı modellemesi için çoklu engel kırınım yöntemlerinin geliştirilmesi ve karşılaştırmalı analizi
Development and comparative analysis of multiple edge diffraction methods for radiowave propagation modeling
Yazar: NURİYE DİCLE TÜRKÖNE
Danışman: PROF. DR. ÖZLEM ÖZGÜN
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
İyi bir haberleşme sisteminde yapılan yayının sorunsuz olarak karşı tarafa iletilebilmesi için kırınım kaybını en aza indirgemek gerekir. Bunun için kaç adet engelin kırınım kaybına neden olduğu belirlenip, engellerin yapısı modellenir. Bir haberleşme sistemindeki kırınım kaynaklı kayıpları analiz etmek haberleşme sisteminin yapısı planlanırken büyük bir önem taşır.  Bu çalışmada öncelikle kırınım kaybı hesaplamalarının temelleri anlatılmıştır. Bıçak-sırtı olarak modellenmiş tek engel için çeşitli kırınım kaybı hesaplama yöntemleri incelenmiştir. Yol profilinde birden fazla engel olması durumunda, çoklu bıçak-sırtı geometrisinde kullanılan analitik bir yöntemle kırınım kaybı tahmini yapan Vogler yöntemi tanıtılmış ve bu yöntem MATLAB ortamında geliştirilerek benzetimler yapılmıştır. Engellerin geometrik özelliklerine göre bir takım hesaplama yöntemleri içeren, haberleşme sistemindeki kırınım kaybını tahmini olarak bulmayı hedefleyen kırınım modellerinden Epstein-Peterson, Deygout ve Giovanelli yöntemleri anlatılmış ve yöntemler MATLAB ortamında geliştirilerek benzetimler yapılmıştır. Vogler, Deygout ve Giovanelli yöntemlerinin benzetimlerinde özyinelemeli algoritmalar (İng. recursive algorithms) kullanılmıştır. Tüm yöntemler için geliştirilen MATLAB programları çeşitli tipte ve sayıda engeller için kırınım kaybı hesapları yapabilmektedir. Geliştirilen yöntemlerden elde edilen benzetim sonuçları, literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılarak bir performans değerlendirmesi yapılmıştır. Epstein-Peterson, Deygout ve Giovanelli yöntemlerinin doğrulukları, analitik bir yöntem olmasından dolayı Vogler yönteminden alınan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Bu yöntemlerle ayrıca, engeller belirli bir yarıçapa sahip yuvarlak tepeler olarak modellendiğinde oluşan kırınım kayıpları incelenmiştir.

Abstract:
It is required to minimize the diffraction loss in a proper communication system in order to be able to transmit the information to the receiver without any problem. For this purpose, the number of edges that cause diffraction loss is determined and the structures of the edges are modelled. While a reliable communication system is designed, it is important to analyze the loss originating from diffraction in the communication system. In this study, the basic principles of diffraction loss calculations are explained. Several methods for diffraction loss calculations are examined for a single edge modelled as a knife-edge. In the case of multiple edges in a terrain profile, the Vogler method, which predicts the loss of diffraction by means of an analytical method, is introduced and developed in MATLAB. Epstein-Peterson, Deygout and Giovanelli methods, which predict the diffraction loss by using the geometrical parameters of knife-edges, are introduced and developed in MATLAB. Recursive algorithms are used for the simulation of Vogler, Deygout and Giovanell methods. The MATLAB programs developed for all methods are able to calculate diffraction loss for various types and numbers of edges. A performance assessment is conducted through comparing the results of all methods with those in the literature. The accuracy of Epstein-Peterson, Deygout, and Giovanelli methods is compared with respect to the Vogler method that is an analytical method. By using these methods, the diffraction loss which occurs when the edges are modelled as rounded peaks (knobs) with a certain radius, is also examined.