Phd Degree / Doktora

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869

Browse

Filters

2011 - 201922020 - 20243

Settings

Author: search.filters.author.Altınkaya, Mustafa AzizHas files: Yes

Search Results

Now showing 1 - 5 of 5
  • Doctoral Thesis
    Fluidically Reconfigurable Microwave Systems With Conductive and Dielectric Liquid Materials
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Karatay, Anıl; Altınkaya, Mustafa Aziz; Yaman, Fatih
    Bu tezde, geleneksel elektriksel ve optik yeniden yapılandırma yöntemlerinin sınırlamalarının üstesinden gelmek amacıyla sıvı destekli mikrodalga bileşenlerinin kullanılmasına ilişkin detaylı bir araştırma sunulmuştur. Öncelikle, minyatürleştirmeye ve düşük hesaplama yüküne öncelik veren, 6.6 GHz ve 7 GHz'de çalışan yeni bir çift bağlantı noktalı anten önerilmiştir. Bu antenin en önemli özelliği, bağlantı noktalarının sıvı metal yoluyla bağımsız frekans yeniden yapılandırma kapasitesine sahip olmasıdır. Ardından, çalışma frekansları 2,45 GHz ve 5,8 GHz olarak tasarlanmış Vivaldi antenlerini kullanan sıvı metal kontrollü çift bantlı bir Doppler radar sistemi geliştirilmiştir. Önerilen radar sistemi aynı zamanda sıvı-metal yer değiştirmesi ile kontrol edilen bir güç bölücüyle de entegre edilerek belirli bantlar arasında kesintisiz frekans geçişine olanak tanımaktadır. Bu yöntem sayesinde literatüre tamamen sıvı yer değiştirmesi ile kontrol edilebilen bir radar kazandırılmıştır. Tezin bir sonraki amacı, sıvı metal kontrollü radarı, daha ucuz ve kolay erişilebilir bir malzeme olan su kontrollü bir forma dönüştürmektir. Bunun için geçirgenlik ölçümlerine başvurulmuş ve karışım bazlı yeni bir yöntem önerilmiştir. Önerilen algoritma, bilinmeyen malzeme geçirgenliğinin belirlenmesini hızlandırmakta ve 3 boyutlu elektromanyetik çözücülere olan hesaplama bağımlılığını azaltmaktadır. Bu amaca ulaşmak için kavite bazlı ayrık modlu çift bantlı geçirgenlik ölçüm sistemi kurulmuş ve geleneksel kavitelerdeki mod ayırma sınırları Lagrange çarpanları kullanılarak belirlenmiştir. Daha sonra bu sınırları aşabilecek yeni kavite tipleri önerilerek geçirgenlik ölçüm düzeneğinin kurulması daha kolay hale getirilmiştir. Ayrık modlu kaviteler, bilinen karışımları referans alarak bilinmeyen malzemenin geçirgenliğini bulmayı amaçlayan yinelemeli ölçüm yöntemiyle birleştirilerek su bazlı malzemenin geçirgenliği ve hacimsel fraksiyonu belirlenebilmiş ve Vivaldi anten tasarımları su ile kontrol edilebilecek şekilde güncellenmiştir. Bu değişiklik, sıvı metal bazlı radarın daha kolay bulunabilen ve uygun maliyetli bir malzeme olan suyla kontrol edilmesini sağlamıştır.
  • Doctoral Thesis
    Active metasurface designs for tunable scattering properties
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Yılmaz, Hasan Önder; Altınkaya, Mustafa Aziz; Yaman, Fatih
    Gelişen teknolojiler, elektromanyetik dalgaların saçılmasını ve özelliklerini kontrol etmek için, doğal yapıların ötesinde özelliklere sahip yapay olarak tasarlanmış dinamik yüzeylere ihtiyaç duymaktadır. Bu tez, geçirgen bir metayüzey üzerinde oluşturulan yüzey dalgaları aracılığıyla yayılan dalgaların dinamik kontrolü için yeni bir yöntem önererek, bunun karşıt olmayan iletim ve yeniden yapılandırılabilir radyasyon problemlerine uygulanmasını içermektedir. Bu çalışma, faz eşlenik yüzeyler ve bianizotropiye dayalı analitik model için bir tasarım metodolojisi ve çift negatif indeks ortamına dayalı metayüzey kavramını içeren mikrodalga alanındaki üç boyutlu gerçekleştirme modeli önererek literatüre katkıda bulunmaktadır. Tez, ilk olarak sayısal simülasyonlarla desteklenen analitik çözümleri ve ardından pasif ve dinamik üç boyutlu modellerin tasarımları ve simülasyon sonuçlarını sunmaktadır. Empedans tabanlı karakterizasyon hem zaman bağımlı ve hem de zaman bağımsız birim hücre modelleri için uygulanmaktadır. Bunu, elde edilen empedanslar aracılığıyla zamana dayalı eşdeğer devrenin geliştirilmesi ve oluşturulması izlemektedir. Geliştirilen bu eşdeğer devre, zaman modülasyonlu birim hücrenin sayısal çözümünde kullanılmaktadır. Karşıt olmayan iletim için, uyarım yönüne bağlı olarak bianizotropik metayüzey üzerinde üretilen antisimetrik yüzey dalgalarına uygulanan zaman modülasyonuna dayalı yeni bir yöntem önerilmiştir. Bu yöntemin uygulanabilirliği, değişken bir kapasitör içeren bir yüzey kavitesi ile sınırlanmış geçirgen birim hücre üzerinde gösterilmiştir. Sayısal simülasyon sonuçları zaman modülasyonu yoluyla hem faz uyumlu hem de faz uyumsuz karşıt olmayan iletimi göstermektedir ve bunlar tutarlı deney sonuçlarıyla desteklenmektedir. Son bölümde, yeniden yapılandırılabilir radyasyon uygulamaları için yüzey dalgalarını kullanarak metayüzeyin birim hücrelerindeki faz değişimleri yoluyla dalga cephesi manipülasyonu araştırılmaktadır. Özel olarak, bir korna anten tarafından beslenen metayüzeyden yayılan hüzmenin açısal yönlendirilmesine odaklanılmaktadır. Önerdiğimiz yönteme dayalı yeni bir 3B tasarım modeli tanıtılmaktadır. Bu tasarım ile, kolonları elektriksel olarak ayıran kazınmış yarıklara yerleştirilmiş değişken kapasitörler ile basitleştirilmiş bir kontrol şeması önerilmektedir. Periyodik sınır koşulları altında uyarılmış yüzey modlarını incelemek için numerik özdeğer analizleri, ve ardından hüzme yönlendirme uygulaması için korna antenle entegrasyonunun simülasyonları gerçekleştirilmiştir. Simülasyonlardan ve kavram kanıtı deneylerinden elde edilen sonuçlar yayılan hüzmenin yönlendirilmesini göstermektedir.
  • Doctoral Thesis
    Medium-Aware Inference for Wireless Sensor Networks
    (Izmir Institute of Technology, 2020) Wahdan, Muath Abed Alrauf; Altınkaya, Mustafa Aziz
    In a wireless sensor network, multilevel quantization is necessary in order to find a compromise between the smallest possible power consumption of the sensors and the detection performance at the fusion center (FC). The general methodology is using distance measures such as J-divergence (JD) and Bhattacharyya distance in this quantization. This thesis proposes a different approach which is based on maximizing the average output entropy of the sensors under both hypotheses of a binary hypothesis test and utilizes it in a Neyman-Pearson (NP) criterion based distributed detection scheme in order to detect a point source. Firstly, a deterministic signal and isotropic propagation model is considered. The receiver operating characteristics of the proposed maximum average entropy (MAE) meth\-od in quantizing sensor outputs was obtained for multilevel quantization both when the sensor outputs are available error-free at the FC and when non-coherent $M$-ary frequency shift keying communication is used for transmitting MAE based multilevel quantized sensor outputs over a Rayleigh fading channel. Secondly, the sequential testing version of the first problem is considered for both unquantized and quantized data transmissions. MAE and maximum JD (MJD) quantization methods for $M$-levels were applied in the sequential probability ratio test of Wald. The average sample number (ASN) required for the target probabilities of detection and a false alarm was the performance criterion: the smaller, the better. The performance of this test improves monotonically with the number of local sensors. Lastly, spatial correlation of the sensors is taken into the account. For this case, a Gaussian isotropic event source was applied. The computational requirements in evaluating multidimensional cumulative densities necessitated proposing a rectangular grid model of sensor deployment and block-diagonal approximations of covariance matrix related to the event signal at the sensors without losing generality. The simulation studies show the success of the MAE both in the cases of fusing error-free sensor outputs and in the case where the effect of the wireless channel is incorporated. As expected the performance gets better as the level of quantization increases and with six-level quantization, it approaches the performance of non-quantized data transmission. In the sequential tests again MAE was more successful compared to MJD resulting in smaller ASNs. It was observed that spatial correlation degrades system performance.
  • Doctoral Thesis
    Generalized Bayesian model selection using reversible jump Markov chain Monte Carlo
    (Izmir Institute of Technology, 2017) Karakuş, Oktay; Altınkaya, Mustafa Aziz; Kuruoğlu, Ercan Engin
    The main objective of this thesis is to suggest a general Bayesian framework for model selection based on reversible jump Markov chain Monte Carlo (RJMCMC) algorithm. In particular, we aim to reveal the undiscovered potentials of RJMCMC in model selection applications by exploiting the original formulation to explore spaces of di erent classes or structures and thus, to show that RJMCMC o ers a wider interpretation than just being a trans-dimensional model selection algorithm. The general practice is to use RJMCMC in a trans-dimensional framework e.g. in model estimation studies of linear time series, such as AR and ARMA and mixture processes, etc. In this thesis, we propose a new interpretation on RJMCMC which reveals the undiscovered potentials of the algorithm. This new interpretation, firstly, extends the classical trans-dimensional approach to a much wider meaning by exploring the spaces of linear and nonlinear models in terms of the nonlinear (polynomial) time series models. Polynomial process modelling is followed by the definition of a new type of RJMCMC move that performs transitions between various generic model spaces irrespective of model sizes. Then, we apply this new framework to the identification of Volterra systems with an application of nonlinear channel estimation of an OFDM communication system. The proposed RJMCMC move has been adjusted to explore the spaces of di erent distribution families by matching the common properties of the model spaces such as norm, and this leads us to perform a distribution estimation study of the observed real-life data sets including, impulsive noise in power-line communications, seismic acceleration time series, remote sensing images, etc. Simulation results demonstrate the remarkable performance of the proposed method in nonlinearity degree estimation and in transitions between di erent classes of models. The proposed method uses RJMCMC in an unorthodox way and reveals its potential to be a general estimation method by performing the reversible jump mechanism between spaces of di erent model classes.
  • Doctoral Thesis
    Inverse Problems and Regularization in Signal Processing With Applications To Wireless Channel Estimation
    (Izmir Institute of Technology, 2011) Şahin, Ahmet; Altınkaya, Mustafa Aziz
    The research presented in this thesis is on inverse problems encountered in the field of signal processing. Theory, classification and solution techniques of linear discrete inverse problems (LDIP) are investigated. LDIP are classified as underdetermined LDIP (ULDIP) and overdetermined LDIP (OLDIP). The solution methods developed for LDIP are applied to the particular problems of signal processing mainly channel estimation, equalization and compressive sampling. A new solution technique named constraint removal (CR) is presented for ULDIP type problems with sparse inputs. CR is applied to terrestrial digital TV (DTV) channel estimation. CR is also compared with subspace pursuit (SP) and linear programming. Regularization and optimum regularization parameter selection for ill-posed OLDIP type problems are discussed. Sparse channel estimation for wireless digital communications is investigated. A new channel estimation method, permuted deconvolution (PDEC), for long delay spread channels with short training sequences is proposed and compared with other methods. A review on equalization is presented. Different equalization techniques are discussed and compared. DFE is explained from an inverse problem perspective. A new non-feedback equalization technique called frequency compensated linear equalization (FC-LE) for sparse channels is presented and compared with DFE.