HAVACILIK VE UAY TEKNOLOJİLERİ DERGİSİ OCAK 005 CİLT SAYI (7-75) Süekl Paaetel Genetk Algota Yadıı İle Genş Bantlı ve Çok Katanlı Rada Soğuucu Malzee Tasaıı SÜREKLİ PARAMETRELİ GENETİK ALGORİTMA YARDIMI İLE GENİŞ BANTLI VE ÇOK KATMANLI RADAR SOĞURUCU MALEME TASARIMI Günay KÖROĞLU Hava Hap Okulu Havacılık ve Uzay Teknolojle Ensttüsü Elektonk Müendslğ Bölüü Yeşlyut Istanbul gunaykooglu@yaoo.co Tayun GÜNEL İstanbul Teknk Ünvestes Elektk-Elektonk Fakültes Elektonk ve Habeleşe Müendslğ Bölüü 34469, Maslak, İstanbul tgunel@eb.tu.edu.t ÖET Rada kest alanının azaltılası çn bçok teknk bulunaktadı. Bu yöntele çnde en kullanışlı ve en yaygın olan yönteleden b de yansıta katsayısını nu yapan ada soğuucu alzeelen kullanılasıdı. Rada soğuucu alzeele (RSM) çok çeştl olup, en çok kullanılan alzeele çok katanlı ve genş bantlı pas ada soğuucu alzeeled. Global optzasyon yönte olan genetk algota, paaetelen kodlaı le şle yapaktadı ve optzasyon poblelenn çözüünde evn teel basaaklaından b olan doğal seleksyonu baz alaktadı. Bu çalışada RSM tasaıı çn genetk algota yaklaşıı uygulanıştı. ABSTRACT Tee ae any tecnques to decease ada coss secton. One o tose tecnques, wc s vey useul and well-known, s usng ada absobng ateals tat nzes te electon coecent. Te ost used ada absobng ateals ae boad-band, ultlayeed and passve absobng ateals. Genetc algot s a wdely used and eectve global optzaton etod. It akes coputatons not wt paaetes teselves but wt te codes o tose paaetes to solve optzaton pobles. It s based on natual selecton, wc s one o sub-stages o evoluton. Ts study desgns stuctues tat nze te electon coecent usng contnuous paaete genetc algot.. GİRİŞ Elektonk ap teknolojsnn oldukça azla leledğ günüüzde, yen üetlen ap sla ve aaçlaının adada göünezlk özellğne sap olaası düşünüleez. Elektonk abn b kolu olan ada soğuucu alzeele özellkle polelen bulunası le baş döndüücü b şeklde gelşe kaydetşt. Bu alzeele aasında çok katanlı ve genş bantlı pas ada soğuucu alzeele ayı b önee sapt []. Çok çeştl alanlada kullanılablen ve esnek b yapıya sap olan genetk algota se, global optzasyon yöntele aasında bulunaktadı. Genetk algota doğada olan en ynn yaşaası, kötünün se yaşa ücadelesnde elenes kualı teel alınaak yapılandıılış b optzasyon yönted. Bu çalışada çok katanlı ve genş bantlı ada soğuucu alzeelen tasalanasında, dalga epedanslaı yaklaşıı le elde edlen oülasyonla kullanılış ve süekl paaetel genetk algota yadııyla en düşük yansıa katsayısını veen, katan sayılaı üç le on k aasında değşen alzeele, alzee sıası ve alzee kalınlıklaı belleneek tasalanıştı.. TEORİ Bu çalışada elektk geçgenlk ve anyetk geçgenlk katsayılaının ekansa bağılı olduğu göz önüne alınaak aşağıdak alyet onksyonu oluştuuluştu. 7
Süekl Paaetel Genetk Algota Yadıı İle Genş Bantlı ve Çok Katanlı Rada Soğuucu Malzee Tasaıı e = NF NA Malyet onksyonu çnde göülen NF, ekans " sayısını ; NA, açı sayısını ; Γ o, paalel polazasyon çn yansıa katsayısını ; Γ o, dk polazasyon çn yansıa katsayısını ; N K, tabaka sayısını ; K, tabakalaın kalınlıklaını gösteekted. Malyet ( ) + Γ ( θ ) Γ. 0 j 0 j = j = k = N K θ k () onksyonu ades le nu yansıa le beabe, nu kalınlık elde edleye çalışılıştı. Malyet onksyonundak çok katanlı yapı göz önüne alındığında yansıa katsayısının bulunables çn gş epedansının bulunası geekekted. B RSM nn yapısı Şekl de göstelekted. Paalel polazasyonda, elektk alanı xz düzlende bulunaktadı ve bu polazasyon çn gş epedansının ades aşağıdak gb olacaktı []: + tan ( γ ) d cos θ ( γ d cos θ ) gspa gspa = () 0 + gspa tan Gş epedansı bulunduktan sona paalel polazasyon duuu çn yansıa katsayısı aşağıdak oülle bulunablekted : cosθ " 0 0 gspa 0 Γ = (3) cosθ + 0 0 gspa 0 Yukaıdak oüllede geçen ades bulunulan otaın dalga epedansı değen, γ otaın let katsayısını, d katanın kalınlığı, θ se elektoagnetk dalganın katana gş açısı olaak alınıştı. d N k d d N. Katan. Katan. Katan θ 0 x N k z y z 3 0 Şekl. Çok katanlı ada soğuucu alzeenn yapısı Dk polazasyonda elektk alanı xz düzlene dkt ve bu polazasyonda gş epedansını bulak çn aşağıdak oül kullanılablekted. Yansıa katsayısı se gsdk 0 gsdk ( γ d cosθ ) ( γ d cosθ ) gsdk = (4) + + tan tan olacaktı. 3. SÜREKLİ PARAMETRELİ GENETİK ALGORİTMA (SPGA) İlk dea Jon Holland taaından gelştlen ve şea teos le otaya atılan genetk algotanın günüüzde elektoagnetk ve kodalga.cos θ gsdk 0 0 0 Γ = (5).cos θ + cos θ gsdk 0 0 0 7 cos θ alanlaında kullanıı yaygınlaşıştı [3-7]. En son gelştlen genetk algota teknklenden olan SPGA geçek değelele şle yapaktadı. Böylece aaç onksyonu daa y tesl edlekte ve daa y sonuçla alınaktadı. Çalışa şekl klask genetk algota le een een aynı olakla beabe,
Süekl Paaetel Genetk Algota Yadıı İle Genş Bantlı ve Çok Katanlı Rada Soğuucu Malzee Tasaıı kend özellğnden dolayı bazı aklılıkla gösteekted. İlk basaakta başlangıç populasyonu oluştuulup, bu populasyonu alyet değelene göe sıalanaktadı. Bu şleleden sona kötü beyle ayıklanaak, ebeveyn seçne gdl. Ebeveyn seç çn bçok yönte bulunaktadı. Bu çalışada sıa değe seç yönte uygulanıştı. Bu yöntede alyet değene göe sıalanan koozolaa, populasyon çndek sıasına göe b yüzde atanaktadı. Malyet değe düşük olan koozoun yüzdes büyük olakta ve seçle şansı ataktadı. Seçlen ebeveynle çapazlaa şlene tab tutulaak yen nesl elde edlekted. Elde edlen yen nesl yen populasyonu oluştuacaktı. Çapazlaa şlende SPGA nın akı çapazlaa noktalaında otaya çıkaktadı. Çapazlaa noktalaının yen değelen esaplayan yöntele çnde aşağıdak yönte seçlşt [8]: p = p β ( p p ) yen anne anne baba (6) p = p + β ( p p ) yen baba anne baba (7) Yukaıdak oüllede geçen β sayısı, 0 le aasında eang b sayıyı; p anne, pbaba se çapazlaa noktalaında ebeveynlede bulunan genle tesl etekted. Yne p yen, pyen çapazlaa şlenden sona, yen oluşan koozolaın genlen oluştuaktadıla. Çapazlaadan sona utasyon şle uygulanaktadı. Mutasyon şlende, utasyon oanı le bellenen sayıda genn değelenn değştlesd. Yen değele, lgl genn stenen aksu ve nu değele aasında olalıdı. SPGA da utasyon oanı % le %0 aasında değşekted. Çeştl oanla, çeştl poblele çn daa y sonuç veeblekted. Son olaak, elde edlen populasyonun en y bey sonlandıa kte le kontol edl. Eğe kte kaşılanıyosa döngü sonlandıılı, kaşılaıyosa döngüye deva edl. Tablo. Bazı RSM len elektoanyetk özellkle [9] Kayıplı Manyetk Malzeele ( = 5. + j. 0 ) (GHz) (GHz) = j ( ) = ( ) = α β # ( GHz), α ( GHz), β 5.0, 0.974 0.0, 0.96 3.0,.000 5.0, 0.957 3 7.0,.000.0,.000 Kayıplı Delektk Malzeele ( =. + j. 0 ) (GHz) (GHz) = j ( ) = ( ) = α β # ( GHz), α ( GHz), β 4 5.0, 0.86 8.0, 0.569 5 8.0, 0.778 0.0, 0.68 6 0.0, 0.778 6.0, 0.86 Manyetk Mateyalle # = + + j = = (GHz) 7 35.0 0.8 8 35.0 0.5 9 30.0.0 0 8.0 0.5 0.0.5 30.0.5 3 30.0.0 4 5.0 3.5 73
Süekl Paaetel Genetk Algota Yadıı İle Genş Bantlı ve Çok Katanlı Rada Soğuucu Malzee Tasaıı 4. TASARIM ÖRNEKLERİ Bazı ada soğuucu alzeelen özellkle Tablo de velşt. Bu çalışada bu alzeelen elektoanyetk özellkle kullanılaak, SPGA yadıı le nu yansıa veecek şeklde alzee sıalaı ve kalınlıklaı belleneek, katan sayılaı 3 le aasında olacak şeklde tasaıla yapılıştı. Tasaı yapılan ekans aalığı 8- GHz, açı aalığı se 0-45 deece, utasyon oanı %0, çapazlaa oanı %00, lk teasyonda populasyon sayısı 400, sonak teasyonlada populasyon sayısı 00 olaak alınıştı. Ayıca otaın lnee, oojen ve kayıplı olduğu vasayılıştı. Katan sayısı Maks. Yansıa (db) Topla Kalınlık Tablo. Tasaı sonuçlaı 3 4 5 6 7 8 9 0 3-30.687 0. 0.5 0.0 0.04 4-30.868 0.3 0.7 0.03 0.0 0.0 5-5.49 0.5 0.5 0.0 0.03 0.0 0.03 6-3.77 0.30 0.4 0.04 0.04 0.0 0.0 0.04 7-0.35 0.35 0.7 0.0 0.03 0.0 0.0 0.05 0.05 8-5.999 0.59 0.6 0.09 0.0 0.04 0.03 0.04 0.05 0.08 9 -.5 0.9 0.3 0.0 0.03 0.0 0.03 0.03 0.0 0.0 0.0 0-5.49 0.76 0.4 0.03 0.06 0.05 0.06 0.0 0.5 0.07 0. 0.06-3.454 3.45 0.6 0.5 0.4 0.4 0.36 0.0 0.75 0.3 0.38 0.58 0.08-30.9.3 0.6 0.03 0.0 0.9 0.0 0.03 0.0 0.05 0.6 0.04 0. 0.6 Tablo. de göstelen tasaılaın tabaka kalınlıklaı ve 0 deece gelş açısında, 0 le 0 GHz ekans aalığında bulunan aksu yansıa katsayı değele velekted. Önek olaak Şekl de 5 katanlı tasaıda açı, ekans ve yansıa lşkle üç boyutlu olaak göstelşt. 5. SONUÇ Şekl. 5 katanlı tasaıda yansıa katsayısı, açı ve ekans lşks Bu çalışada SPGA yadıı le çok katanlı ve genş bantlı RSM tasaıı yapılıştı. Özellkle aske avacılıktak uygulaalada RSM len a ve nce olalaı beklenekted. Buada yansıayı nu sevyeye ndekle beabe, RSM kalınlığının oldukça düşük sevyelede olası sağlanıştı. KAYNAKLAR [] Jose Pen, Lawence S. Coen, Desgn o Boad-Band Rada Absobng-Mateals o Lage Angles o Incdence, IEEE Tans. on Electoagnetc Copablty, Vol. 35, No., Mayıs 993. [] K.J. Vnoy, R.M. Ja, Rada Absobng Mateals, Kluwe Acadec Publses, A.B.D., 996. [3] J.H. Holland, 'Genetc Algots', Scentc Aecan, s. 44-50, July 99. [4] D.S. Wele, E. Mcelssen, "Genetc Algot Optzaton Appled to Electoagnetcs: A Revew", IEEE Tans. Antennas and Popagaton, Vol.45, No.3, s.343-353, 997. 74
Süekl Paaetel Genetk Algota Yadıı İle Genş Bantlı ve Çok Katanlı Rada Soğuucu Malzee Tasaıı [5] Y.Raat-Sa, E.Mcelssen, Electoagnetc optzaton by genetc algots, J. Wley, New Yok, 999 [6] T.Günel, S.Kent, "An optzaton Appoac o te Syntess o Mcostp Radal Stub, AEÜ (Intenatonal Jounal o Electon. Coun.), Vol.5, No.5, s.337-340, 998. [7] T.Günel, "An optzaton appoac to te syntess o ectangula costp antenna eleents wt tck substates o te speced a-eld adaton patten", AEÜ (Intenatonal Jounal o Electon. Coun.), Vol.54, s.303-306, 000. [8] Randy L. Haupt, Sue Ellen Haupt, Pactcal genetc algots, Wley-Intescence publcaton, New Yok, 998. [9] Ec Mcelssen, Jean-Mcel Saje,S.Ranjtan ve Raj Mtta, Desgn o Lgtwegt, Boadband Mcowave Absobes Usng Genetc Algots, IEEE Tans. on Mcowave Teoy and Tecnques, vol. 4, s.04-03, 993. ÖGEÇMİŞLER Hv.Mu.Ütğ. Günay KÖROĞLU 979 yılında Bulgastan da doğdu. İlk öğenn Bulgastan da taalayıp, ales le blkte Tükye ye göç ett. Ota ve lse öğenn İstanbul da taaladı. 996 yılında Hava Hap Okulunda Elektonk üendslğ eğtne başladı. 000 yılında Hava Hap Okulundan teğen ütbes le Hava Sını ve Teknk Okullaı Koutanlığı Gaze / İMİR Muabee Okulunda Muabee Teel Subayı kusu aldıktan sona 00 yılında 8 nc Ana Jet Üs Koutanlığına Blg Sstele Takı Koutanı olaak atandı ve 00 yılına kada göev yaptı. Eylül 00 004 yıllaı aasında Hava Hap Okulu Havacılık ve Uzay teknolojle Ensttüsünde Elektonk Müendslğ Ana Bl Dalında Yüksek Lsans öğenn taaladı. Po.D. Tayun GÜNEL İstanbul Teknk Ünvestes (İ.T.Ü.) Elektk- Elektonk Fakültes Elektonk ve Habeleşe Müendslğ bölüünden ezun olduktan sona, İ.T.Ü. Fen Blle Ensttüsü, Elektonk ve Habeleşe Müendslğ pogaından yüksek lsans ve doktoa deecelen alıştı. D. Günel' n lg alanlaı; kodalga abeleşe sstele, ada sstele, koşet antenle, global optzasyon yöntele ve genetk algotaladı. Halen, İ.T.Ü. Elektk-Elektonk Fakültesnde öğet üyelğne deva etekted. 75