Düzlemsel anten dizileri için işaret geliş açısı kestirim yöntemleri
Direction of arrival estimation methods for planar antenna arrays
Yazar: MERYEM IŞIKSOY
Danışman: PROF. DR. ERKAN AFACAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Sinyal geliş açısı kestirimi Elektrik, Elektronik ve Haberleşme Mühendisliğinin çeşitli alt alanlarında büyük önem taşıyan bir konudur. Bu yöntemler arasında en çok kullanılanı altuzay tabanlı yöntemlerdir. Altuzay tabanlı yöntemlerin gelişmesi ile birlikte başta tek bir sinyal kaynağının tespiti sağlanırken artık günümüzde birden çok sinyal kaynağının tespiti aynı zaman çerçevesi içerisinde yapılabilmektedir. Bu çalışmada; altuzay tabanlı sinyal geliş açısı kestirim yöntemlerinden MUSIC algoritması düzgün doğrusal, düzgün düzlemsel ve düzgün dairesel anten dizileri için hem tek boyutlu hem de iki boyutlu sistemlerde MATLAB ortamında incelenmiştir. Anten dizisi eleman sayısı, alınan anlık veri sayısı, sinyal gürültü oranı, gelen sinyallerin açısı ve gelen sinyallerin sayısı değiştirilmiş ve bu parametrelerin sinyal geliş açısı kestirim performansına etkisi her üç dizi çeşidi için ayrı ayrı ele alınmıştır.  Ek olarak, anten dizisi eleman sayısı, alınan anlık veri sayısı ve sinyal gürültü oranı parametrelerinin değişimi kapsamında üç dizi konfigürasyonu kendi arasında karşılaştırılmıştır. Üç dizi konfigürasyonu birbiri ile karşılaştırıldığında ise sinyal geliş açısı kestirim performansında en iyi sonuçları düzgün düzlemsel anten dizilerinin sergilediği görülmüştür.

Abstract:
Direction of arrival estimation is a topic of great importance in various subfields of Electrical, Electronics and Communications Engineering. Among these methods, subspace-based methods are the most widely used. With the development of subspace-based methods, it is now possible to detect multiple signal sources in the same time frame, whereas it was initially possible to detect a single signal source. In this study, the MUSIC algorithm, one of the subspace-based direction of arrival estimation methods, is investigated using MATLAB for uniform linear, uniform planar and uniform circular antenna arrays in both one-dimensional and two-dimensional systems. The number of antenna array elements, the number of snapshots received, the signal to noise ratio, the angle of incoming signals and the number of incoming signals have been changed, and the effect of these parameters on the direction of arrival estimation performance has been analyzed separately for each of the three array configurations. In addition, the three array configurations have been compared among themselves within the scope of the variation in terms of the number of antenna array elements, the number of snapshots received and the signal to noise ratio parameters. When the three array configurations have been compared with each other, it has been observed that the best results have been obtained for the uniform planar antenna arrays regarding direction of arrival estimation performance with the MUSIC algorithm.