Mikrodalga devrelerinde iyileştirme temelli topluluk öğrenmesi yaklaşımı
Boosting based ensemble learning approach in microwave circuits
Yazar: HAKAN KALAYCI
Danışman: DOÇ. DR. UMUT ENGİN AYTEN ; DOÇ. DR. PEYMAN MAHOUTI
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Haberleşme Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Anten = Antenna ; Harmanlama = Blending ; Makine öğrenmesi yöntemleri = Machine learning methods ; İyileştirme = Improvement

Özet:
Bu tez kapsamında, mikrodalga devrelerin davranışlarını, mikrodalga devrelerin çeşitli değişkenleri ile mikrodalga devrelere ait performans kriterleri arasındaki doğrusal ve/veya doğrusal olmayan ilişkilerin tahmini, topluluk öğrenmesi yöntemlerinden olan İyileştirme yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Oluşturulacak olan modeller ile, mikrodalga devrelerin tasarım optimizasyon süreçlerinde en çok işlem gücüne ve işlem zamanına ihtiyaç duyulan 3 boyutlu elektromanyetik simülatör programlarına olan bağımlılığı azaltmanın yanı sıra, mikrodalga tranzistörlerinin modellenmesi gibi bazı problemlerde, verinin oldukça az ve de elde edilmesi maliyetli olduğu problemlerde de etkin bir modelleme elde edilmesi sağlanmıştır. Bu tez çalışmasında ilk olarak, bir yansıtıcı dizi anten yapısına ait yansıma açısının birim hücresinin geometrik değişkenlerine göre değişiminin modellenmesi yapılmıştır. İkinci olarak, bir mikro şerit yama antenin saçılma parametrelerinin tasarımına ait geometrik değişkenlere göre değişimi incelenmiştir. Üçüncü olarak, yarı küresel bir dielektrik yüklü anten yapısına ait ışıma ve saçılma parametrelerinin modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Dördüncü olarak, frekans seçici yüzeye ait saçılma parametrelerinin tahmini için model geliştirilmesi yapılmıştır. Son olarak ise aktif mikrodalga devre elemanlarından olan bir mikrodalga transistor elemanın farklı DC besleme koşullarındaki saçılma parametrelerinin modellenmesi gerçekleştirilmiştir. Ele alınan her bir problemde önerilen algoritmanın doğruluğu ve başarısının gözlemlenmesi için literatürde yayınlanmış ve genel kabul görmüş olan en son yöntemler ile kıyaslanması hedeflenmiştir.

Abstract:
Within the scope of this thesis, the linear and/or non-linear relationships between the behaviors of microwave circuits and various variables of the circuits and the performance criteria of the circuit with the boosting method, which is an ensemble learning method, have been estimated. By using these models to be created, in addition to reducing the dependency on 3D Electromagnetic Simulator programs, which needs the most processing power and processing time in the design optimization processes of microwave circuits, an effective modeling can be achieved in some problems, such as the modeling of microwave transistors, which have very little data and are costly to obtain.Firstly, the variation of the reflection angle of a reflective array antenna structure according to the geometric variables of the unit cell has been modeled. Secondly, the variation of the scattering parameters of a microstrip patch antenna according to the geometrical variables of the design has been investigated. Thirdly, the modeling of the radiation and scattering parameters of a hemispherical dielectric-loaded antenna structure has been achieved. In the fourth example, a model has been developed for the estimation of the scattering parameters of the frequency selective surface. And in the last one, the modeling of the scattering parameters of a microwave transistor element, which is one of the active microwave circuit elements, in different DC supply conditions has been discussed. In order to observe the accuracy and success of the proposed algorithm in each problem discussed, it is aimed to compare it with the developed ("State of the Art") methods published in recent years.