Genetik algoritma kullanarak H tipi mikroşerit antenlerin rezonans frekansının hesaplanması
Calculating H-type microstrip radar antennas resonance frequency via using genetics algorithm
Yazar: KUBİLAY ULUTAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA EMRE AYDEMİR
Hava Harp Okulu Komutanlığı / Havacılık ve Uzay Teknolojileri Enstitüsü / Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Hafifliği, küçük hacimli olması, düşük üretim maliyeti, düzlemsel biçimliliği nedeniyle kullanışlı olması gibi pek çok avantaja sahip olmasından dolayı Mikroşerit Antenlerin(MA) kullanımı oldukça yaygınlaşmıştır. Özellikle kablosuz iletişim ve askeri alanda yaygınlaşmasından dolayı MA?larında çeşitliliği artmıştır. 
Mikroşerit antenlere ilişkin fiziksel parametreler bilinen mikrodalga antenlerine oranla daha çoktur. Bu antenler herhangi bir geometri ve boyutlara sahip olabilirler. Dikdörtgen, Dairesel, Üçgen benzeri geleneksel şekilli MA?ların yanı sıra H tipi, C tipi vb. anten çeşitleri de ortaya çıkmıştır. 
Dikdörtgen şekilli mikroşerit antende (DMA) açılan boşluklar vasıtasıyla elde edilen H-tipi Mikroşerit Antenlerde (HMA) anten boyunun açılan boşluklar yüzünden değiştiği varsayılmaktadır. Birçok araştırmada bu etkin uzunluğu elde etmek için deneysel çalışmalar yapılmıştır. Kaynak olarak alınan bu araştırmalarda etkin uzunluk Le DMA da açılan boşluk boyutları cinsinden yazılarak, DMA?ya ait frekans denklemi üzerinden HMA frekans denklemi elde edilmiştir.
Bu çalışmada HMA?ya ait frekans denklemi genetik algoritma yöntemiyle optimize edilerek rezonans frekansı hesaplanmıştır. Optimizasyon yöntemi olarak genetik algoritmanın seçilmesinde; bu yöntemin pek çok programlama diline kolaylıkla uyarlanabilmesi, HMA çalışma aralığı ve çalışma frekanslarının belirlenmesi gibi hususların otomasyon dâhilinde elde edilebilmesi gibi  avantajları belirleyici etken olmuştur.
Genetik algoritma hedef fonksiyonunda anten en ve boyu sabit tutulmuş, kullanılan boşluk boyutları, alttaş malzemenin yüksekliği ile dielektirik katsayısı değişken tutularak faklı antenler tasarlanmıştır. Bu tasarımlarda çalışılması istenen frekans değerleri hedef fonksiyonuna verilerek anten boyutları ve malzeme karakteristikleri elde edilmiştir.
Elde edilen tüm bu parametreler CST Studio adlı programa işlenerek HMA?lar simüle edilmiştir. Simüle edilen HMA?lara ait frekans değerleri CST Studio programında da elde edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır.
Genetik Algoritma yöntemiyle elde edilen sonuçlar ile CST Studio programında elde edilen sonuçlar arasında ortalama olarak %3.4 gibi düşük bir hata değeri elde edilmiştir. Bu hatanın oluşmasında Le etkin uzunluğunu elde etmek için kullanılan boşluk boyutlarının katsayılarının etkisi büyüktür. Ancak denklemde yer alan katsayıların genetik algoritma kullanılarak hesaplanabileceği değerlendirilmektedir.

Abstract:
Due to having many advantages of lightness, low volume and low production cost and plane shape features, the use of Microstrip Antennas (MA) have become widespread. The MA?s diversity depends on especially their usage in wireless communication and military fields. In addition to conventional geometric shaped MAs, H-Type and C-Type antennas have emerged.
Microstrip Antennas has more physical parameters when compared with physical antennas. These antennas have many forms and dimentions. In addition to traditional rectangular, circular and triangular shapes MAs came out in H, C and etc. shapes. 
It is assumed that H-type Microstrip Antennas? (HMA), which is obtained via opening holes in a typical Rectangular Shaped Microstrip Antennas (RMA), dimensions change in accordance with these opened holes. In many studies, this effective length Le is calculated via experimental studies. In the studies used as bibliography of this study, effective length Le is described as a kind of holes in RMA and the frequency of HMA is obtained via calculated Le and RMA frequency.
In this study, resonance frequency of HMA is calculated through the Optimization of Genetics Algorithm Method (GA). As an optimisation algorithm GA is chosen in this study; because, it can be used in many computer programming language, it can be calculated within the limits and designation frequency of HMA.
In desired antenna function, the lenght and width of antenna is used fixed, but blank areas, substrate?s height and dielectric constant is used changeable to design different antennas. In these designs, antenna dimentions and characteristics of components are obtained via input the desired frequency values in goal function.
HMAs are simulated in CST Studio in accordance with the obtained parameters. Then the simulated frequency values are obtained by CST Studio as well. These obtained values are compared with each other. 
The results obtained were processed in a program named CST Studio and the average error rate outcome was %3.4. The constants, which have blank areas values, used to obtain effective length Le have the most effect on average error rate. But these constants can be calculated via GA for future studies.