Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12416/2057

Browse

Now showing 1 - 9 of 9

Cosh-Gaussian Işınlarını Kullanan Uydu Optik Bağlantılarının Performansı
(2025) Esen, Ömer Berkay; Baykal, Yahya Kemal
Bu tez, cosh-Gauss ışınlarını kullanan uydu optik iletişim bağlantılarının performansını inceleyerek, yüksek hızlı veri iletiminin verimliliğini ve güvenilirliğini artırmaya yönelik yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Cosh-Gauss ışınları, kendine özgü düzgün olmayan yoğunluk dağılımları sayesinde diğer ışın profillerinden ayrılmaktadır. Bu özellik, atmosferik türbülansa karşı dayanıklılığı artırır ve serbest uzay optik kanallarında enerjinin üstün bir şekilde odaklanmasını sağlayarak geleneksel Gauss ışınlarını geride bırakır. Çalışmada, cosh-Gauss ışınlarının türbülanslı atmosferik koşullardaki yayılım özelliklerini incelemek için ayrıntılı bir teorik model geliştirilmiştir. Bit hata oranı (BER) performans göstergesi farklı yapılandırmalar altında değerlendirilmiştir. Geleneksel Gauss ışınlarıyla yapılan karşılaştırmalar, cosh-Gauss ışınlarının sinyal bütünlüğünü koruma ve türbülans etkilerini azaltma konusundaki üstünlüklerini göstermektedir. Simülasyonlar ile doğrulanan bulgular, cosh-Gauss ışınlarının uydu optik bağlantılarının performansını iyileştirmek ve optik iletişim teknolojilerini ilerletmek için önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Gömülü Cihazlar Kullanarak İnsansız Hava Araçları Üzerinden Hedef Tespit ve Takibi
(2024) Mehmetoğlu, Fırat; Baykal, Yahya Kemal
Gözetleme alanında kameralı hava araçları yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu gözetleme sistemlerinin çoğu, objeleri iki aşamada izler: önce nesneleri tespit edip tanır, sonra ise canlı video akışında bu nesneleri takip etmektedir. Bununla birlikte, günümüzde nesne tespit algoritma yazılımları genellikle büyük görüntü veri seti ile eğitilen derin öğrenme mimarileri kullanan yüksek matematiksel hesap gücüne sahip ve GPU içeren sistem mimarilerinde çalışmaktadır. Ayrıca, nesne takibinde öznitelik eşleştirme ve ilişkilendirme yönetimleri sistemlere çok daha fazla hesap gücü yükler ve bu da gerçek zaman performansını etkiler. Görüş tabanlı nesne algılama ve hedef takibi, büyük alan gözetleme uygulamalarında zemindeki hedefleri nesneleri tespit ve takibinin yapılması için gereklidir. Bununla birlikte, bu insansız hava uçakları (İHA), yerden çok yüksek irtifada çalıştıkları için yerdeki nesneler çok küçük gözükmektedir. Bu nedenle, bu küçük yer nesnelerini tanıyabilen ve özellikleri derinlemesine tarayabilen hassas bir nesne tespit mimarisi gereklidir. Ayrıca, derin öğrenme mimarisini kullanan CNN tabanlı nesne tespit modelleri, detaylı hesaplamalar ve matematiksel işlemler sebebiyle gömülü platformlarda çalışmak için zordur. Bu tez çalışmasında, nesne tespit ve takip sistemlerinin performansını etkileyebilecek yukarda belirtilen sorunları detaylı olarak araştırdık. Hedef tespitindeki sorunlardan birkaçı nesne boyutlarına sahip geniş IHA veri setlerinin olmaması, parlaklık, hava aracından alınan görüntülerde şekil ve doku özelliklerindeki değişkenliktir. Nesne takibinde ise derin öğrenme yöntemlerindeki yüksek işlem karmaşıklığı ve hesaplamalarının sebep olduğu performans problemleri doğruluk sonucunu etkilemektedir. Bu tezin amacı, NVIDIA JETSON AGX XAVIER gömülü platformunda hedef tespit modeli olan YOLOv4 ve hedefin takip edilmesinde RNN modelini kullanarak gömülü sistemlerde model optimizasyonu yaklaşımıyla etkin, hızlılık oranı yüksek bir şekilde çalışabilen gündüz ve gerçek zamanlı bir hedef tespit ve takip sisteminin tasarlanmasıdır.
Görünür Işıklı Taşıt İletişimlerinde Işın Tiplerinin Etkisi
(2025) Demirci, Caner; Baykal, Yahya Kemal; Arpali, Çağlar
Görünür Işıkla Haberleşme (VLC) sistemleri, özellikle düşük gecikme, yüksek güvenilirlik ve elektromanyetik uyumluluğun kritik olduğu araçlar arası iletişim (V2V) senaryolarında, geleneksel radyo frekansı (RF) tabanlı iletişime güçlü bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. VLC performansını etkileyen birçok faktör arasında, optik ışık huzmesinin (beam) uzamsal yapısı, alınan sinyal gücünü ve kanal kalitesini doğrudan etkileyen önemli bir parametredir. Gaussian beam, iyi tanımlanmış yayılım özellikleri nedeniyle geleneksel olarak tercih edilse de, son araştırmalar halkasal (annular) beam gibi alternatif yapıların belirli koşullarda daha iyi performans gösterebileceğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, VLC sistemlerinde kullanılan farklı beam tiplerinin (Gaussian ve annular) zayıflama (path loss) üzerindeki etkilerini incelemektedir. Teorik modelleme ve MATLAB tabanlı simülasyonlara dayanan analizlerde, farklı iletim mesafeleri, alıcı açıklık yarıçapları ve çeşitli atmosferik koşullar (sisli, açık ve nemli hava) dikkate alınmıştır. Yapılan gözlemler, her iki beam yapısının da ışık yoğunluğunun uzaysal dağılımı ve ortam koşullarına tepkisi bakımından farklı özellikler sergilediğini ortaya koymaktadır. Elde edilen bulgular, beam profilinin sistem performansı üzerinde belirleyici bir etken olduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, beam profilinin 'her duruma uygun' sabit bir seçim olmaktan ziyade, uygulamaya özel olarak belirlenmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Bu çalışma, beam tipinin path loss modellerine açık şekilde dahil edilmesini önererek ve dinamik beam şekillendirme (beam shaping) tekniklerine olan ihtiyacı vurgulayarak, daha uyarlanabilir ve dayanıklı VLC tabanlı haberleşme sistemlerinin geliştirilmesine katkı sunmaktadır. Nihayetinde, bu tez çalışması gelecekteki akıllı ulaşım sistemleri için daha verimli ve sağlam optik haberleşme kanallarının tasarımına destek sağlamaktadır.
Havacılık ve Uzay Endüstrilerinde I2c İletişim Protokolünün Formal Doğrulaması
(2024) Berik, Merve; Baykal, Yahya Kemal
Havacılık sektörü, birçok alt sistem içeren havacılık uygulamalarına sahiptir. Bu nedenle cihazlar ve bileşenler arasında doğru ve güvenilir veri iletişimi kritik bir gerekliliktir. Bu bağlamda, yüksek hız, esneklik, düşük güç tüketimi ve güvenilirlik açısından I2C haberleşme protokolü diğer protokollere göre yaygın bir şekilde tercih edilir. Ancak, I2C veri iletiminde veri bozulması, veri kaybı, yavaş veri iletimi gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Bu sorunlar havacılık sektöründe uçuş güvenliği riskleri, elektronik ve mekanik sorunlar, hava trafik yönetimi sorunları, yanlış navigasyon bilgileri gibi ciddi sonuçlara yol açabilir. Bu nedenle, I2C RTL tasarımının eksiksiz ve hatasız bir şekilde yazılması ve ayrıca doğrulanması önemli bir gerekliliktir. Bu tezdeki I2C Master Tasarımı OpenCores'dan indirilmiştir. Sayısal Tasarım Doğrulamada birçok doğrulama yöntemi vardır. Formal Doğrulama en kritik sistemlerde en kesin ve güvenilir doğrulama sağlayan yöntemlerden biridir. Bu yöntem, zamandan ve maliyetten tasarruf sağlayarak tasarımın belirli özelliklere ve gereksinimlere uygun olduğunu matematiksel olarak kontrol eder ve kanıtlar. Bu yöntemin uygulanabilmesi için açık kaynaklı, kolay entegre edilebilir, esnek, geniş kapsamlı Verilog desteği sunan bir sentez çerçevesi olan Yosys ile Yosys tabanlı Symbiyosys aracı kullanılmıştır. Bu tezde tasarım gereksinimlerine göre uygun, Symbiyosys'in kullanım desteği olan SystemVerilog Donanım Doğrulama Dili ve SystemVerilog Assertion kullanılarak tasarımdaki hatalar tespit edilmiştir. Formal Doğrulama sayesinde, I2C tasarımlarının olduğu havacılık operasyonlarının sorunsuz bir şekilde devam etmesini sağlayarak sorunların yaşanmasını engeller.
Mekansal Çeşitliliğin Sualtı Optik Kablosuz İletişime Etkisi
(2025) Erdoğdu, Ekin; Baykal, Yahya Kemal
Su altı optik kablosuz iletişim sistemleri, son zamanlarda yüksek veri hızıyla iletim özelliği sayesinde kullanımı artmıştır. Fakat su altı ortamlarda optik dalgaların yayılmasındaki zorlayıcı etken türbülanstır. Türbülansdan kaynaklı yoğunluk dalgalanmaları ve performans düşüşü görülmektedir. Bu tezde, okyanus türbülansından etkilerini azaltmak için tasarlanan mekansal çeşitlilik modeli kullanılıp performans iyileştirmeleri incelenmiştir. Tasarlanan modelimizde; alıcı tarafında bir nokta dedektörü, verici tarafında çoklu halka şeklindeki ışınlar kullanılmaktadır. Huygens-Fresnel prensibi kullanılarak ortalama alınan yoğunluk ve yoğunluğun ortalama karesi bulunmuştur. Daha sonrasında bulunan parametreler ile oluşturulan model için sintilasyon indeksi ve bit hata oranı (BER) bulunmuştur. Sıvının birim kütlesi başına kinetik enerjinin dağılma hızı, ıkırılma indisine katkı yapan sıcaklığın tuzluluğa oranı, kaynak boyutu, halka yarıçapı, alan genliği, ortalama kare sıcaklığın dağılma hızı, kolmogorov iç ölçeği, yayılma mesafesi, kırılma indisi spektrumu ve dalga boyu parametrelerine göre sintilasyon indeksi ve bit hata oranı karşılaştırıldı ve değerlendirildi. MATLAB programı kullanılarak hesaplamalar yapılıp grafikler oluşturuldu. Bu tezde, su altı türbülanslı ortamda ışın yayılımı için sintilasyonda azalmalar ve BER hesabında düşmeler gözlemlenmesi amaçlanmıştır.
Modülasyon Türlerinin FSO Haberleşme Sistemlerinin Performansına Etkileri
(2025) Şahin, Gamze Tan; Baykal, Yahya Kemal
Bu tez çalışmasında, Free Space Optics (FSO) haberleşme sistemlerinde kullanılan Binary Phase Shift Keying (BPSK) modülasyonunun marine atmosfer koşullarındaki Bit Hata Oranı (BER) performansı incelenmiştir. Marine atmosferi, yüksek nem oranı, sıcaklık farklılıkları ve aerosol parçacıkları gibi etkilerle kara atmosferinden daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Bu atmosferik faktörler, optik sinyallerin yayılımında türbülansa neden olmakta ve bu da sistem performansını doğrudan etkilemektedir. Çalışmada zayıf (weak) ve güçlü (strong) türbülans koşulları dikkate alınarak, BPSK modülasyonunun BER performansı MATLAB simülasyonlarıyla analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında, farklı dalga boyları, kaynak alanı büyüklükleri, iç ölçek ve atmosferik yapısal sabit gibi parametreler değiştirilerek BER üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Sonuçlar, kısa mesafelerde düşük BER değerlerinin elde edildiğini, ancak mesafe arttıkça türbülansın etkisinin baskın hale geldiğini göstermektedir. Ayrıca, daha yüksek fotodedektör hassasiyeti, uygun yük direnci ve düşük gürültü faktörü gibi fiziksel parametrelerin sistem performansını iyileştirdiği tespit edilmiştir. Bu tez, literatürde sınırlı sayıda bulunan BPSK modülasyonunun marine atmosferdeki performansına dair detaylı bir analiz sunmakta ve gelecekteki FSO sistem tasarımları için optimizasyon önerileri geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Serbest Uzay Optik Haberleşme Sistemlerinde Atmosferin Güç Zayıflaması Üzerine Etkisi
(2025) Şahin, Utku Can; Baykal, Yahya Kemal
Bu tezin amacı, Serbest Uzay Optik (FSO) haberleşme sistemlerinin alıcısında karşılaşılan atmosferik soğurma, saçılma [1] ve türbülans nedeniyle güç zayıflamasını araştırmaktır. Atmosferik koşullar nedeniyle FSO sistemlerinde meydana gelen güç kayıpları karakterize edilecek ve bu kayıpların sistem performansı üzerindeki etkisi değerlendirilecektir [2]. Zayıflama seviyelerine ve kullanılan dedektörlerin özelliklerine dayanarak, gerekli bağlantı kullanılabilirliği için vericide ihtiyaç duyulan güç seviyeleri tahmin edilecektir. Tezde, atmosferik soğurma ve saçılmanın FSO sistemlerinin güvenilirliği ve verimliliği üzerindeki kritik etkilerini anlamak için teorik yöntemler araştırılacak ve çözümler önerilecektir [3]. Araştırmanın sonuçları, FSO teknolojisinin atmosferdeki güç kayıplarına karşı dirençli olması için yeni stratejilere rehberlik etmede önemli bir katkı sağlayabilir.
Su Altı Türbülanslı Ortamda Uyarlanabilir Optik Kullanarak Görüntü Düzeltmesi
(2025) Turan, Mehmet Furkan; Baykal, Yahya Kemal; Arpali, Çağlar
Optik haberleşme yöntemleri veri iletim hızından dolayı ve gecikmenin az olmasından dolayı önemli bir haberleşme yöntemidir. Optik haberleşme yöntemlerinden su altı optik haberleşme önemli bir haberleşme yöntemidir ancak su altı ortamında görüntüleme bozulmaktadır. Bu bozulmanın önemli nedenlerinden biri türbülanstır ve su altı haberleşmenin performansını etkilemektedir. Bu tezde, uyarlanabilir optik yöntemi ile su altı ortamında bozulan görüntülerin düzeltilmesi incelenmiştir. Bilinen ve yeni geliştirilen kaynak profillerinin kullanılarak tanımlanmasıyla rastgele optik ışınların yayılımı su altı ortamında incelenmiş ve ortalama yoğunlukları elde edilerek sunulmuştur. Su altı türbülanslı ortamda rastgele optik ışınlarının, alıcıdaki yoğunluğu bulunarak analiz edilmiştir. Rastgele optik ışınların kaynak alan profilleri kaynak alanının piksellere bölünmesi ve piksellere faz ve genlik bilgisinin eklenmesiyle elde edilmiştir. Işın yoğunluklarının su altı türbülanslı ortamda alıcı düzleminde dağılımları gösterilirken, bilinen Gauss ışını, satranç tahtası şeklinde olan rastgele ışınlar ve Çankaya Üniversitesi baş harflerinin kısaltmasından oluşan Ç.Ü. ışını gibi farklı ışın tipleri kullanılmıştır. Dalga boyu, bağlantı uzunluğu, ortalama kare sıcaklığın dağılma oranı, sıcaklık ve tuzluluğun kırılma indisi spektrumuna katkı oranı, sıvı birim kütlesi başına kinetik enerjinin dağılma oranı, iç ölçek, alıcı açıklık çapı ve kaynak boyutu gibi su altı türbülans parametrelerinin ışın şiddetine olan etkisi incelenmiştir. Optik ışınlarının su altı türbülansı sonucunda bozulan görüntülerinin düzeltilmesinde, uyarlanabilir optik düzeltmesinin piston, eğim ve astigmatizma bileşenleri kullanılmıştır. Türbülans sonucu oluşan bozulma, uyarlanabilir optik yöntemi kullanılarak ve kullanılmayarak etkinliği karşılaştırılmıştır. MATLAB programı kullanılarak hesaplamalar yapılmış ve grafikler elde edilmiştir. Su altı türbülansının neden olduğu görüntü bozulmasının düzeltilmesi için kalite ölçütü belirlenmiş ve düzeltme miktarı incelenerek, uyarlanabilir optik yardımıyla ne kadar görüntü düzeltmesi sağlandığı incelenmiştir. Bu tezde, uyarlanabilir optik düzeltme yöntemi ile su altı ortamında türbülansın neden olduğu görüntü bozulmasının etkisinin en aza indirilmesi amaçlanmıştır. Bu tezde yapılan çalışma, su altı optik görüntüleme sistemleri, su altı kablosuz optik haberleşme ve elektro optik sistemlerin su altı performanslarının artırılması gibi alanlarda kullanılabilir.
Türbülanslı Sualtı Ortamında Vortex Hüzmesinin Fibere Kuplaj Verimliliği
(2025) Ergezer, Özden; Baykal, Yahya Kemal
Sualtı optik kablosuz iletişim, okyanus ortamlarında yüksek bant genişliğine sahip veri iletimi için umut verici bir teknolojidir. Bununla birlikte, sualtı telsiz optik haberleşme (UOWC) sistemlerinin performansı genellikle sinyal bozulmasına neden olan ve bağlantı güvenilirliğini azaltan okyanus türbülansı tarafından engellenir. Bu tez, yörüngesel açısal momentum taşıyan özel bir lazer ışını sınıfı olan girdap ışınlarının, UOWC sistemlerinin verimliliğini ve sağlamlığını artırma potansiyelini araştırmaktadır. Türbülanslı su altı kanallarında, geleneksel Gauss ışınları ışın yayılmasına ve saçılmasına karşı hassastır. Girdap ışınları, benzersiz faz yapıları nedeniyle türbülans kaynaklı bozulmaları azaltmada potansiyel avantajlar sunar. Dahası, yüksek kapasitesi, türbülansa direnci ve karmaşık çoklama teknikleriyle çalışma yeteneği nedeniyle girdap ışınları, geleceğin optik iletişim sistemlerinin temel bir bileşenidir. Bu avantajlar, geleneksel optik ışınların çeşitli zorluklarla karşılaştığı su altı iletişimi gibi ortamlarda özellikle faydalıdır. Bu araştırma, su altı türbülanslı kanallarda yayılan girdap ışınlarının fiber kuplaj verimliliğini analiz etmeye odaklanmaktadır. Okyanus türbülansında girdap ışın yayılımı kavramı, genişletilmiş Huygens-Fresnel prensibine dayanmaktadır. Analiz, kinetik enerjinin dağılma oranı, ortalama kare sıcaklığın dağılma oranı ve sıcaklık-tuzluluk gradyanı dahil olmak üzere temel türbülans parametrelerinin etkilerini ele alır. Sayısal simülasyonlar, değişen çevre koşulları ve girdap ışın parametreleri altında fiber kuplaj verimliliğini değerlendirmek için MATLAB'da yönlendirilir. Simülasyonlar çeşitli kaynak boyutlarını, alıcı açıklık çaplarını, dalga boylarını ve bağlantı mesafelerini hesaba katar. Ek olarak, girdap ışınının topolojik yükünün kuplaj verimliliği üzerindeki etkisi incelenir. Simülasyonların sonuçları, simülasyon sonuçlarına göre girdap ışınlarındaki daha yüksek topolojik yüklerin türbülans kaynaklı ışın yayılmasına karşı daha iyi dirence yol açtığını ortaya koymaktadır. Ayrıca, çalışma fiber kuplaj verimliliği ile sıcaklık ve tuzluluk gibi temel çevresel parametreler arasındaki ilişkiyi niceliksel olarak belirtmektedir. Girdap ışınları kullanan UOWC sistemlerinin tasarımı ve uygulaması bu keşiflerin yardımıyla optimize edilebilir. Çalışma, girdap ışınlarının su altı optik iletişim bağlantılarının performansını ve doğruluğunu güçlendirme potansiyelini vurgulamaktadır. Son olarak, bu tez girdap ışınları kullanan UWOC'nin performansını iyileştirmeyi ve su altı türbülanslı ortamlarda fiber kuplaj verimliliği için en iyi koşulları sağlamayı amaçlamaktadır

Browse

Browsing Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Tezleri by Author "Baykal, Yahya Kemal"