Doğrusal dizi antenler kullanılarak musıc algoritması ile yön tahmini
Direction estimation with music algorithm using linear array antennas
Yazar: ÖZLEM OKÇU
Danışman: PROF. DR. SERKAN AKSOY
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Askeri uygulamalarda işaret kaynaklarının tespiti büyük önem taşımaktadır. Radar sistemleri, konum bulma sistemleri, elektronik harp sistemleri işaret kaynaklarının yerlerinin belirlenmesi açısından askeri uygulamaların olmazsa olmazıdır. Buna paralel olarak sivil uygulamalarda da yön bulma maden yataklarının tespiti, kaçak radyo yayınlarının tespiti, kaybolma riski yüksek personelin yerinin tespiti vb. uygulamalarda yaygın kullanılmaktadır.
Bu tez çalışmasında askeri ve sivil uygulama alanlarında geniş yer bulan bir yön tahmini ve işaret kaynağı kestirim yöntemi incelenmiştir. Düzgün doğrusal anten dizisi üzerine gelen işaretlerin MUSIC algoritması kullanılarak kestirimi MATLAB programı kullanılarak incelenmiştir. Dizi antenlerin eleman sayıları değiştirilerek, farklı işaret gürültü oranı değerleri uygulanarak, farklı açılardan işaretler gönderilerek, anten dizisinin elemanları arasındaki mesafe değiştirilerek, gelen işaretlerin frekansları değiştirilerek işaret geliş açılarının kestirim performansları analiz edilmiştir.
Sonuçlar incelendiğinde; gelen işaretlerin sayısı arttıkça algoritmanın tahmin performansının düştüğü, anten dizisinin eleman sayısı arttıkça algoritmanın tahmin performansının arttığı, gelen işaretlerin aralarındaki açının azalması ile algoritmanın tahmin performansının düştüğü, işaret gürültü oranı arttıkça algoritmanın tahmin performansının arttığı, anten dizisinin elemanları arasındaki mesafenin lamda/2 olarak belirlendiği durumda algoritmanın en doğru sonucu verdiği, gelen işaretin frekansının artması ile algoritmanın tahmin performansının olumlu etkilendiği gözlenmiştir.

Abstract:
In military applications, the detection of signal sources bears utmost priority. Radar systems, global positioning systems, electronic warfare (EW) systems and localization of the signal sources are among some of the primary needs of military applications. In addition to that, signal detection is used for civilian applications such as localization systems, detecting mine basins, and unauthorized ratio broadcasting, searching for lost persons and so on.
In this thesis, first of all, direction finding (estimation) and signal source detection methods, which are broadly used in both military and civilian applications, are analyzed. Then, the detection of the incoming signals by the uniform and linear array antennas with MUSIC algorithm is examined with the help of MATLAB software. Estimation performances of signal arrival angles are analyzed by changing the number of elements of array antennas, applying different values of signal to noise ratio, sending signals from different angles, changing the distance between the elements of the antenna array, changing the frequencies of incoming signals.
The results (consequences of the changed parameters) show that an increase in the number of incoming signals causes a decrease in the estimation performance of the algorithm, an increase in the number of array antenna elements enhances the estimation performance of the algorithm, a decrease in the angle between incoming signals reduces the estimation performance of the algorithm, an increase between the signal to noise ratio enhances the estimation performance of the algorithm, if the distance between array antenna elements is adjusted as lamda/2 the algorithm gives the most accurate results. And an increase in the frequency of the incoming signal affects the estimation performance of the algorithm positively.