Mikrodalga iletim hatlarının bulanık sinir ağları ile modellenmesi
Modeling of microwave transmission lines by using neuro-fuzzy networks
Yazar: MUSTAFA TÜRKMEN
Danışman: DOÇ. DR. CELAL YILDIZ
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Bulanık sistemler = Fuzzy systems ; Deneyler = Experiments ; Karakteristik empedans = Characteristic impedance ; Optimizasyon teknikleri = Optimization techniques

Özet:
Mikrodalga iletim hatları (MİH), mikrodalga entegre devrelerinin temelini oluştururlar. MİH'ler esas olarak yüksek frekanslı işaretlerin bozulmadan taşınmasında kullanılmakla beraber, birçok mikrodalga devre elemanlarının gerçekleştirilmesinde de kullanılmaktadırlar. MİH'lerin analizinde kullanılan yöntemlerin ve paket programların problemlerin yapısına ve duyulan ihtiyaca göre bazı avantaj ve dezavantajları mevcuttur. Bu nedenle MİH'lerin analizi için hata oranı düşük modellemelere ihtiyaç duyulmaktadır.Bu tez çalışması kapsamında, MİH'lerin quasi-statik analizleri bulanık sinir ağı tabanlı modellerle gerçekleştirilmiştir. Modellerin parametrelerinin belirlenmesi sırasında ise farklı optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır. Tez çalışmasına konu olan MİH'ler ayrıca tam-dalga elektromanyetik simülatör olan IE3D ile simule edilmiştir. Bunun yanı sıra, bazı MİH yapıları baskı devre kazıma tekniği ile RT/Duroid taban malzemeleri kullanılarak deneysel olarak da gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan iletim hatlarının karakteristik empedans değerleri ölçülen S-parametrelerinden dolaylı olarak hesaplanmıştır.Sunulan bu çalışmada, on beş farklı MİH yapısı teorik olarak incelenmiş, simülasyonları yapılmış, bazıları deneysel olarak gerçekleştirilmiş ve bu MİH yapılarının analizleri için bulanık sinir ağı tabanlı modeller sunulmuştur. Modellerden elde edilen sonuçların teorik, simülasyon ve deneysel çalışmaların sonuçlarıyla oldukça iyi bir uyum içerisinde oldukları görülmüştür.

Abstract:
Microwave transmission lines are essential components of microwave integrated circuits. They have been used to realize many circuit components as well as simply to carry high-frequency signals without any distortion. Each method and simulation package used for the analysis of these transmission lines has its own unique advantages and disadvantages for particular problems and needs. Therefore, models with low error rate are needed for the analysis of microwave transmission lines.In this thesis, adaptive-network-based fuzzy inference system (ANFIS) models are presented for quasi-static analysis of microwave transmission lines. Different optimization algorithms are employed to optimally determine the parameters of the ANFIS models. In this study, a full-wave electromagnetic simulator IE3D is also used for the analysis of the microwave transmission lines. In addition, some of them have been designed on RT/Duroid substrates by using printed circuit board excavation technique. Then, the characteristic impedances of these transmission lines are calculated by using the measured scattering parameters.Fifteen different microwave transmission line structures have been theoretically considered, simulated with IE3D and modelled by using neuro-fuzzy networks. The results obtained from the proposed models are compared with the results available in the literature and experimental works evaluated in this study. The results are in a very good agreement with the results of the theoritical, simulation, and experimental studies.