Fresnel yansıma tabanlı fiber optik sensör sistemi tasarımı ve röle destekli serbest uzay optik haberleşme sistemi ile iletim optimizasyonu


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ARİF BAŞGÜMÜŞ

Danışman: GÜNEŞ YILMAZ

Özet:

Bu tez çalışmasında, sıvıların kırılma indisini gerçek zamanlı olarak ölçebilen Fresnel yansıma tabanlı fiber optik sensör dizisi tasarlanmış ve deneysel karakterizasyonu yapılmıştır. Sensör dizisi tasarımı için, optik fiberlerde darbelerin zamanda çoğullamasını sağlayan iletim süresi optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Laboratuvar ortamında gerçekleştirilen ölçümlerde, sudaki tuz yoğunluğunun kırılma indisine bağlı değişiminin, uygunluk derecesi 1'e çok yakın olacak şekilde doğrusal elde edilmesi, ölçüm sisteminin doğrusallığını göstermektedir. Bu çalışmada ayrıca, farklı çözücülerin kırılma indisleri yüksek çözünürlükle ölçülmüş ve literatürde verilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Tasarlanan ölçüm sisteminin kısa ve uzun dönem kararlılık performanslarının yüksek olduğu gösterilmiştir. Fresnel yansıma tabanlı fiber optik sensör sisteminden alınan veriler, uzak alıcılara bir röle destekli serbest uzay optik (FSO) haberleşme sistemi üzerinden iletilebilir. Bu amaçla, FSO haberleşme sisteminin iletim mesafesi performans analizi ayrıca çalışılmıştır. Bu çalışmada, farklı konfigürasyonlardaki röle destekli FSO haberleşme sistemlerinin, atmosferik çalkantı ve yol kaybı tesirleri altında kesinti olasılığı incelenmiştir. Buradan yola çıkılarak iletim mesafesi için bir optimizasyon problemi tanımlanmış ve bu problem Matlab™ programı kullanılarak, diferansiyel gelişim (DE) ve parçacık sürü optimizasyonu (PSO) algoritmaları ile çözülmüştür. Normal şartlar altında kabul edilebilir düzeydeki kesinti olasılığı için en büyük iletim mesafeleri, yazılan benzetim programları sayesinde en uygun röle konum kestirimi yapılarak elde edilmiştir. Ayrıca, bu iki algoritmanın FSO haberleşme sistemlerindeki karşılaştırmalı performans analizi detaylı olarak gerçekleştirilmiştir.