Deniz yüzeyinde 5 GHZ frekans bandında radyo dalgası propagasyonu
Near sea-surface radiowave propagation at 5 GHZ
Yazar: EKREM EYÜBOĞLU
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI ÇAVDAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Dalga yayılması = Wave propagation ; Elektromanyetik yayılma = Electromagnetic propagation

Özet:
Deniz haberleşmesinde kullanılan mevcut sistemlere alternatif olarak sunulan 5 GHz Wi-Fi hizmeti, ücretsiz oluşu ve ihtiyaç duyulan genişband veri hizmetini karşılayabilmesi açısından öne çıkmaktadır. Ülkemizde 5 GHz frekans bandı için lisans gerekmeden dış ortamda 1W'a kadar çıkış gücüne sahip Wi-Fi ağlarına izin verilmektedir.  Deniz ortamında bu sistemin kullanımı amacıyla deniz haberleşme kanalının belirtilen frekanslar için propagasyon modelinin oluşturulması gerekmektedir. Bunun için öncelikle deniz kanalının tespiti için deniz ölçümleri yapılmıştır. Ardından serbest uzay, 2-ışınlı, 3-ışınlı, log-distance ve dual-slope yol kaybı modellerinin deniz kanalı propagasyonuna uyumu ve başarımı değerlendirilmiştir. Deniz haberleşmesinin yapılacağı konuma bağlı olarak deniz haberleşme kanalını etkileyen faktörler değişmektedir. Deniz ortamı için haberleşme kanalını etkileyen faktörler dikkate alınarak 2-ışınlı model için beş farklı yaklaşımda bulunulmuştur. REL (Round Earth Loss) modeli için alıcı anten yüksekliği ve açıya bağlı anten kazançlarının dahil edilmesiyle başarım artışı sağlayan bir geliştirme yapılmıştır. Geliştirilmiş REL ve log-distance modelleri kullanılarak yeni bir parçalı propagasyon modeli önerisinde bulunulmuş ve önerilen modelin en yüksek başarımı gösterdiği başarım değerlendirmeleriyle ortaya konulmuştur.

Abstract:
5 GHz Wi-Fi service, which is offered as an alternative to the existing systems used in maritime communication, stands out in terms of being free of charge and being able to meet the required broadband data service. In our country, Wi-Fi networks with output power up to 1W are allowed for outdoor services at the 5 GHz frequency band without requiring a license. In order to use this system in the marine environment, a propagation model must be created for the specified frequencies of the marine communication channel. For this purpose, first of all, sea measurements were made to determine the sea channel. Then, the compatibility and performance of free space, 2-ray, 3-ray, log-distance and dual-slope path loss models in maritime environment were evaluated. Factors affecting the sea communication channel vary depending on the location where the sea communication will take place. Five different approaches have been made for the 2-ray model, taking into account the factors affecting the communication channel for the marine environment. An improvement has been made for the REL (Round Earth Loss) model, which provides increased performance by including receiver antenna height and antenna gains depending on the direct and reflected ray angle. A new piecewise propagation model was proposed using the modified REL and log-distance models. Performance evaluations point that the proposed model showed the highest performance.